عنوان
بهينه سازي پارامترهاي لايه نشاني كندوپاش مغناطيسي بر خواص مكانيكي و مقاومت اكسيداسيون دما بالاي پوشش هاي ZrN آلاييده شده با Al
نويسنده اصلي
رضا معدني پور
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
لايه نازك نيتريد فلزات انتقالي اعمال شده با روش كندوپاش مغناطيسي بدليل خواص مكانيكي و شيميايي مطلوب مانند سختي بالا، مقاومت سايش و خراش خوب، پايداري دمايي بالا، مقاومت به اكسيداسيون و خوردگي بالا، بطور گسترده براي كاربردهاي صنعتي و پزشكي استفاده مي شوند. زيركونيوم نيتريد بدليل خواص فيزيكي و مكانيكي و شيميايي عالي اش در ميان نيتريد فلزات انتقالي مثل تيتانيم نيتريد و كروم نيتريد بسيار مورد توجه قرار گرفته است. پوشش ZrN نسبت به پوشش هايي نظير TiN داراي سختي بيشتر، مقاومت سايشي و خوردگي بهتر، ضريب اصطكاك پايين تر و رنگ طلايي روشن تر است.
در دهه هاي اخير پوشش هاي سه تايي بدليل خواص مكانيكي و تريبولوژيكي و مقاومت اكسيداسيون بهتر نسبت به پوشش هاي دوتايي بسيار مورد توجه قرار گرفته اند. يكي از عناصري كه به پوشش ZrN اضافه مي شود تا باعث بهبود خواص مكانيكي و تريبولوژيكي و مقاومت اكسيداسيون دما بالا شود فلز آلومينيوم است. همچنين پارامترهاي لايه نشاني مختلفي مانند ولتاژ باياس اعمالي و مقدار عنصر سوم بر ساختار، مورفولوژي، فازها و خواص مكانيكي و تريبولوژيكي و اكسيداسيون پوشش ها موثر است. بنابراين در اين تحقيق ابتدا پوشش ZrN مطلوب با تغيير ولتاژ باياس بدست آمد و سپس تاثير مقدار آلومينيوم اضافه شده به پوشش هاي Zr1-xAlxN بر ساختار و خواص مكانيكي و تريبولوژيكي و اكسيداسيون آنها بررسي شد. پوشش هايZr1-xAlxN در فشار كاري ۱۰ ميلي تور و نسبت سرعت جريان نيتروژن به سرعت جريان كل برابر 10 درصد و ولتاژ باياس 100 ولت ايجاد شدند. مقدار آلومينيوم پوشش ها با تغيير توان تارگت آلومينيومي از 0 تا 160 وات تغيير كرد. سپس ساختار و مورفولوژي و فازهاي پوشش ها با XRD و FESEM بررسي شدند. سختي و مدول الاستيك پوشش ها با دستگاه نانوسختي و مقاومت به سايش و ضريب اصطكاك پوشش ها با دستگاه تست سايش پين روي ديسك بررسي شد. همچنين براي تعيين مقاومت اكسيداسيون پوشش ها، همه آنها براي مدت دو ساعت در 700 درجه سانتيگراد نگه داشته شدند سپس مقاومت اكسيداسيون دما بالاي آنها توسط XRD بررسي شد. نتايج نشان داد كه پوشش Zr0.52Al0.48N اعمال شده در ولتاژ باياس 100 ولت داراي بيشترين سختي و مقاومت سايشي و كمترين ضريب اصطكاك و بيشترين مقاومت اكسيداسيون است.
شماره ركورد
191255
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
استاد مشاور
محمدرضا زماني
رشته تحصيلي
شناسايي مواد و انتخاب مواد فلزي
استاد راهنما
مسعود هاشمي نياسري- سيدمرتضي مسعودپناه