اعمال و مشخصه‌یابی پوشش‌های نانوساختار اکسید کروم پاشش حرارتی شده

فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مقاله 14، دوره 5، شماره 20، مرداد و شهریور 1394، صفحه 165-174   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

محسن خسروی^{* 1}؛ بهنام لطفی²؛ محمد عرفانمنش³؛ مظاهر رمضانی⁴

¹فارغ التحصیل کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد واحد تهران جنوب.

²عضو هیئت علمی دانشگاه شهید چمران اهواز.

³فارغ التحصیل کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی مالک اشتر شاهین شهر.

⁴عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی مالک اشتر شاهین شهر.

تاریخ دریافت: 30 شهریور 1394،  تاریخ پذیرش: 30 شهریور 1394 

چکیده

در این پژوهش پوشش­های میکروساختار و نانو ساختار اکسید کروم از راه فرآیند پاشش پلاسمایی اتمسفری روی فولاد کم کربن پوشش داده شدند. خصوصیات فازی و ساختاری پوشش­ها با کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش پرتو ایکس تجزیه و تحلیل گردیدند. هم­چنین، ارزیابی­های مکانیکی همچون ریزسختی سنجی نیز روی پوشش­ها انجام شد. نتایج بدست آمده از بررسی میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می­دهند که پوشش نانوساختار دارای ریزساختار دوگانه شامل ذرات نانو و نواحی میکرو که به دلیل ذوب و انجماد دوباره ذرات است، می­باشد؛ در حالی که ریزساختار پوشش میکرو شامل لایه­های ستونی با ابعاد میکرو می­باشد. بررسی ریزسختی و سطح مقطع شکست پوشش­ها نیز نشان داد که پوشش نانو ساختار Cr₂O₃ بدلیل وجود نانو نواحی ریزسختی و تافنس شکست بیش­تری را نسبت به پوشش میکرو ساختار دارد.

کلیدواژه‌ها

ریزساختار؛ پاشش پلاسمایی؛ Cr2O3؛ ریزسختی

مراجع

1- H.Cetinela, E.Celikb‌ and M.I. Kusoglub," Tribological Behavior of Cr₂O₃ Coatings as Bearing Materials, Materials”, Processing Technology, vol. 196, pp. 259-265,2008.

2-V.P‌.Singh., ‌A .Sil and R.Jayaganthan, "Tribological Behavior of Plasma Sprayed Cr₂O₃-3%TiO₂ Coatings", Wear, vol.272, pp.149-158, 2011.

3-V.P.Singh, A.Sil and R. Jayagan than, "Wear‌ of Plasma Sprayed Conventional and Nanostructured Al₂O₃ and Cr₂O₃, Based Coatings, “ Springer, Published Online 8 December 2011.

4-E.Brinley, K.S.Babu,and S. Seal,"The Solution Precursor plasma Spary Processing of Nanomaterials", Functional Coatings, Vol. 59,PP.54-59, 2007.

5-A. Cavaleiro, J.M. De Hosson, "Nanostructured Coatings",Nanostructure science and Technology, ISBN-10:0387256423  Springer, 2006.

6-P.P. Bandyopadhyay, D. Chicot b, B. Venkateshwarlu, V. Racherla, X. Decoopman and J. Lesage," Mechanical Properties of Conventional and Nanostructured Plasma Sprayed Alumina Coatings", Mechanics of Materials Vol.53, pp. 61–71, 2012.

7-V.P .Singh, A.Sil and R. Jayaganthan,"A Study on Sliding and Erosive‌ Wear Behaviour of Atmospheric‌ Plasma Sprayed Conventional and‌ Nanostructured‌ Alumina ‌Coatings", Materials‌ and ‌Design, vol.32, pp584-591, 2011‌.

8-M. Gell, E.H. Jordan, Y.H. Sohn, and D. Goberman, "Development and implementation of plasma sprayed nanostructured ceramic coatings", Surface and Coatings Technology, Vol.146,pp.48-54, 2001.

9-M. Erfanmaneshn, S. R. Bakhshi, M. Khajelakzay, and M. Salekbafghi, "The effect of argon shielding gas at plasma spray process on the structure and properties of MoSi₂ coating", Ceramics International, vol. 40, pp.4529–4533, 2014.

10-R.S. Lima, and B.R. Marple, "Thermal Spray Coatings Engineered from Nanostructured Ceramic Agglomerated Powders for Structural, Thermal Barrier and Biomedical Applications: A Review'', Journal of Thermal Spray Technology, Vol. 16, pp. 40-63, 2007

11-B.K. Kim, D.W. Lee, and G.H. Ha,  "Plasma Spray Coating of Spray-Dried Cr₂O₃ 3%‌wt TiO₂ Powder", Journal of Thermal Spray Technology, Vol 10(1), ‌pp.‌133, 2001.

12-A. Cellard, V. Garnier, G. Fantozzi, G, Baret, and P. Fort, "Wear Resistance of Chromium Oxide Nanostructured Coatings", Ceramics International, Vol. 35, PP. 913-916, 2009.

13-E.Sa´nchez‌, E.Bannier, V. Cantavella, M .D , Salvador,‌E.Klyatskina,‌J.Morgiel ‌and A.R. Boccaccini," Deposition of Al₂O₃-TiO₂ Nanostructured Powders by Atmospheric Plasma Spraying", Journal of Thermal Spray Technology, Vol 17(3)‌, pp.329, 2008.

14-A. Cellard, R. Zenati‌, V, Garnier , G. Fantozzi and G. Baret," Optimization of Chromium Oxide Nanopowders Dispersion for Spray-Drying", Journal of the European Ceramic Society, Vol.27 pp.1017-1021, 2007.

15-Ouyang,‌J.H,‌ and Saasaki, S., "Unlubricated Friction and Wear Behavior of ‌Low Pressure Plasma Spary ZrO₂ Coating at Elevated Temperature", Ceramics International‌, Vol.27, pp.251-260, 2001.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16-H. Luo, D.  Goberman, L.Shaw, and M.Gell," Indentation Fracture Behavior of  Plasma-Sprayed Nanostructured Al2O3-13wt.%TiO2 Coatings", Materials Science and Engineering Vol.‌346‌, pp. 237-245,2003.

17-K.‌Yang, ‌‌X.‌Zhou,‌ H.‌Zhao ‌and S.‌Tao," Microstructure and Mechanical Properties of Al₂O₃-Cr₂O₃ Composite Coatings Produced By Atmospheric Plasma Spraying", Surface and Coatings Technology, Vol . 206 ,pp. 1362-1371, 2011.

18-X.Lina, Y.Zenga, C.A.Ding and P.Zhang‌, "Effects of Temperature on Tribological Properties of Nanostructured and Conventional Al₂O₃–3 wt.% TiO₂ Coatings", Wear 256‌, 1018-1025, 2004.

19-H.Chen‌ , Y‌.Zhang‌, and C.Ding‌ ," Tribological Properties of Nanostructured Zirconia Coatings Deposited By Plasma Spraying", Wear, Vol.253, pp885-893, 2002.