16717

14827

كارشناسي ارشد

خوردگي و حفاظت از مواد

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1400

دوازده، 89ص.: مصور (رنگي)، جدول، نمودار

كيوان رئيسي

مونيكا سانتاماريا

مسعود عطاپور، حميدرضا سليمي جزي

1400/08/24

كتابنامه

مهندسي مواد

مهندسي مواد

1400/08/25

2778868

آلياژ آلومينيوم 7075 به طور گسترده در صنعت هوا-فضا به دليل نسبت استحكام به وزن بالا استفاده ميشود. اگر چه استحكام بالا توسط عناصر آلياژي Zn ، Mg و Cu حاصل مي شود، ولي ميكروساختار، حاوي رسوباتي است كه اين رسوبات نجيبتر از زمينه آلومينيومي هستند؛ بنابراين آلياژ آلومينيوم 7075 به شدت مستعد به خوردگي حفرهاي به ويژه در محيط حاوي سديم كلريد است. اكسيداسيون الكتروليتي پلاسمايي) PEO ( به عنوان يك فناوري مهندسي سطح نسبتا جديد، مورد توجه واقع شده است. نمك سديم موليبدات به علت خاصيت اكسيدكنندگي قوي و محصولات احيايي پايدار آن درون پوشش، منجر به ترويج خود ترميمي پوشش مي گردد. در اين پژوهش، پوشش اكسيداسيون الكتروليتي پلاسمايي بر آلياژ آلومينيوم 7075 در الكتروليت سيليكاتي شامل غلظتهاي سديم موليبدات، صفر ، 3 و 5 گرم بر ليتر تحت سه شكل موج پالسي تك قطبي و دو قطبي با دامنه كاري 20 و 40 درصد مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج نشان داد كه افزودن غلظت سديم موليبدات، بر نمودار ولتاژ- زمان تاثيرگذار بوده و ولتاژ شكست دي الكتريك در پي افزايش هدايت محلول، كاهش مي يابد. نتايج SEM نشان داد كه مورفولوژي پوشش هاي بدون افزودني داراي ساختار پنكيكي و در مورد پوشش هاي با افزودني داراي ساختار گرد و دهانه آتشفشاني است. با افزايش غلظت سديم موليبدات، ضخامت پوشش ها كاهش و زبري سطح آن ها افزايش يافت. با به كارگيري پالس كاتدي، پوشش ها متراكم تر و ميزان ميكرو ترك ها و ميكروحفره ها در سطح و مقطع پوشش كاهش يافته به طوري كه در شكل موج دو قطبي با پهناي كاتدي بيشتر با غلظت 5 گرم برليتر سديم موليبدات، ميزان تخلخل پوشش به كمتر از يك درصد رسيد. طبق الگوهاي پراش، پوشش هاي ايجاد شده عمدتا شامل فاز هاي آلوميناي گاما، آلوميناي دلتا و آلوميناي آلفا بودند. آناليز طيف سنجي رامان، حضور فاز اكسيدي ايجاد شده به واسطه نمك سديم موليبدات در پوشش را نشان داد. با افزايش چرخه كاتدي، ميزان موليبدن در پوشش كاهش يافت. همچنين با افزايش غلظت نمك موليبدات، يك لايه حاوي عنصر موليبدن در نواحي داخلي پوشش ايجاد شد. آناليز نقطه اي و تصاوير توزيع عنصري نشان دهنده حضور موليبدن در اطراف حفرات بود كه با افزايش چرخه كاتدي و كاهش ميكروحفرات، توزيع موليبدن در پوشش يكنواخت تر بود. عملكرد خوردگي پوشش ها توسط آزمون هاي پلاريزاسيون پتانيسوديناميك و طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي مورد بررسي قرار گرفت. اثر همزمان غلظت سديم موليبدات و چرخه كاتدي بر مورفولوژي و فازي هاي اكسيدي ايجاد شده در پوشش، سبب كاهش دانسيته جريان خوردگي در منحني هاي پلاريزاسيون پتانسيوديناميك و افزايش مقاومت سدي در آزمون طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي شد. نتايج آزمون هاي خوردگي بلند مدت نشان داد كه مقاومت لايه سدي در شكل موج هاي دو قطبي در حضور نمك سديم موليبدات، بسيار بيشتر از پوشش هاي بدون افزودني است. بدين ترتيب، پوشش حاصل از شكل موج دوقطبي با پهناي كاتدي بيشتر از حمام با غلظت 5 گرم برليتر سديم موليبدات بالاترين مقاومت سدي را از خود نشان داد.

7075 aluminum alloy is widely used in the aerospace industry due to its high strength to weight ratio. Although high strength is achieved by Zn, Mg and Cu alloying elements, the microstructure contains sediments that are nobler than aluminum; therefore, 7075 aluminum alloy is highly susceptible to pitting corrosion, especially in sodium chloride-containing environments. Plasma electrolytic oxidation (PEO) has been considered as a relatively new surface engineering technology. Sodium molybdate salt promotes self-healing of the coating due to its strong oxidizing properties and its stable reduction products in the coating. In this study, plasma electrolytic oxidation coating on 7075 aluminum alloy in silicate electrolyte including concentrations of sodium molybdate, 0, 3 and 5 g/l was studied under three forms of unipolar and bipolar pulses with 20 and 40% operating amplitudes. The results showed that increasing the concentration of sodium molybdate affects the voltage-time diagram and the dielectric breakdown voltage decreases as the solution conductivity increases. SEM results showed that the morphology of coatings without additives has a pancake structure and in the case of coatings with additives has a nodule structure and volcanic crater. As the concentration of sodium molybdate increased, the thickness of the coatings decreased and the surface roughness increased. By using cathodic pulse, the coatings are denser and the amount of micro cracks and micro-cavities in the surface and cross section of the coating is reduced so that in the form of bipolar wave with more cathodic width with a concentration of 5 g/l sodium molybdate, the porosity of the coating is less than one Percentage reached. According to diffraction patterns, the coatings created mainly consisted of gamma alumina, delta alumina and alpha alumina phases. Raman spectroscopic analysis showed the presence of oxide phase created by sodium molybdate salt in the coating. As the cathode cycle increased, the amount of molybdenum in the coating decreased. by increasing the molybdate salt concentration, a layer containing the element molybdenum was created in the inner areas of the coating. Point analysis and elemental distribution images showed the presence of molybdenum around the cavities, which with increasing the cathode cycle and decreasing the micro pores, the distribution of molybdenum in the coating was more uniform. The corrosion performance of the coatings was investigated by petntiodynamic polarization tests and electrochemical impedance spectroscopy. The simultaneous effect of sodium molybdate concentration and the cathode cycle on the morphology and oxide phases created in the coating reduced the corrosion current density in the potentiodynamic polarization curves and increased the barrier resistance in the electrochemical impedance spectroscopy test. The results of long-term corrosion tests showed that the strength of the barrier layer in bipolar waveforms in the presence of sodium molybdate salt is much higher than coatings without additives. Thus, the coating obtained from the dipole waveform with cathode width more than the bath with a concentration of 5 g/l sodium molybdate showed the highest barrier resistance.

كيوان رئيسي

مونيكا سانتاماريا

مسعود عطاپور، حميدرضا سليمي جزي