تاثیر غلظت نانوذرات تیتانیا بر ریزساختار، رفتار تریبولوژیکی و خواص مکانیکی پوشش‌های پرمالویNi-Fe و نانوکامپوزیتی Ni-Fe-TiO2 تهیه شده به روش رسوب‌دهی الکتریکی با جریان پالسی

نانومواد

دوره 13، شماره 45، فروردین 1400، صفحه 23-38   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

ابراهیم یوسفی؛ احسان بهادری یکتا^* ؛ احمد ایران‌نژاد

بخش مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

چکیده

در این پژوهش پوشش‏های نانوکامپوزیتی Ni-Fe-TiO₂ به روش رسوب‏دهی الکتریکی با جریان پالسی (PC) تولید شد و تاثیر غلظت نانوذرات TiO₂ بر مورفولوژی، ترکیب شیمیایی، سختی، زبری، ضخامت و رفتار تریبولوژیکی پوشش‏های مذکور بررسی شد. بدین منظور مورفولوژی سطحی، مکانیزم سایش و ترکیب شیمیایی پوشش‏ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز عنصری طیف‏سنجی توزیع انرژی پرتو ایکس (EDS) مطالعه گردید. جهت بررسی سختی و زبری سطحی از میکروسختی‌سنج ویکرز و دستگاه زبری‏سنج استفاده شد. نتایج نشان داد که در غلظت‏های پایین‏تر، پوشش‏ها دارای مورفولوژی گل کلمی ریز با گره‏های متراکم و منظم‏ هستند. همچنین مشاهده گردید که غلظت نانوذرات تاثیر مثبتی بر کاهش اندازه دانه‏ها داشته و موجب تشکیل یک ساختار نانوکریستال و ریزدانه می‏گردد. با افزایش غلظت نانوذرات TiO₂، ضریب اصطکاک و نرخ سایش کاهش پیدا کرد و در نتیجه مقاومت به سایش افزایش یافت. با افزودن نانوذرات TiO₂ به زمینه پرمالوی نیکل-آهن، شیارهای سایشی و مقدار ذرات سائیده شده بر روی سطح پوشش‏ها کاهش یافت، و مکانیزم حاکم بر سایش دوگانه خراشان- چسبان در پوشش‏های نانوکامپوزیتی Ni-Fe-TiO₂ مشاهده گردید.

کلیدواژه‌ها

پوشش‏ پرمالوی؛ نانوکامپوزیت؛ رسوب‏دهی الکتریکی؛ جریان پالسی؛ مکانیزم سایش

مراجع

• P. Pavithra, A. Hegde, Applied Surface Science, 258, 2012, 6884.
• Ghorbani, A. Irajizad, A. Dolati, R. Ghasempour, Alloys and Compounds, 386, 2005, 43.
• Torabinejad, M. Aliofkhazraei, S. Assareh, M.H. Allahyarzadeh, A. Sabour Rouhaghdam, Alloys and Compounds, 69, 2017, 841.
• Torabinejad, A.Sabour Rouhaghdam, M. Aliofkhazraei, M.H. Allahyarzadeh, Alloys and Compounds, 657, 2016, 526.
• K. Chaudhari, V.B. Singh, Alloys and Compounds, 751, 2018, 194.
• Yousefi, S. Sharafi, A. Irannejad, Alloys and Compounds, 753, 2018, 308.
• Yousefi, S. Sharafi, A. Irannejad, Transactions of Nonferrous Metal Society of China, 29, 2019, 2591.
• Ataee-Esfahani, M.R. Vaezi, L. Nikzad, B. Yazdani, S.K. Sadrnezhaad, Alloys and Compounds, 484, 2009, 540.
• Adelkhani, M. Reza Arshadi, Alloys and Compounds, 476, 2009, 234.
• Torabinejad, M. Aliofkhazraei, A. Sabour Rouhaghdam, M. Allahyarzadeh, Tribology International, 106, 2017, 34.
• Lanzutti, M. Lekka, C. de Leitenburg, L. Fedrizzi, Tribology International, 132, 2019, 50.
• Safavi, F. Babaei, A. Ansarian, Ceramics International, 45, 2019, 10951.
• Baghery, M. Frazam, A.B. Mousavi, M. Hoseyni, Surface and Coatings Technology, 204, 2010, 3804.
• Chen, X. Yang, Y. Fu, Alloys and Compounds, 826, 2020, 154167.
• H. Allahyarzadeh, M.Aliofkhazraei, A. Sabour Rouhaghdam, H. Alimadadi, V. Torabinejad, Surface and Coatings Technology, 386, 2020, 125472.
• Kalska-Szostko, U. Klekotka, W. Olszewski, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 484, 2019, 67.
• T. Aruna, M. Muniprakash, V.K. William, Applied Electrochemistry, 43, 2013, 805.
• Ya-Ping, Electroplating & Pollution Control, 5, 2012, 10.
• Rasooli, M.S. Safavi, F. Babaei, A. Ansarian, Alloys and Compound, 822, 2020, 153725.
• Abdel-Karim, Y. Reda, M. Muhammed, S. El-Raghy, M. Shoeib, H. Ahmed, Nanomaterials, 201, 2011, 274.
• A. Gay, J.M. Limat, P.A. Steinmann, J. Pagetti, Surface and Coatings Technology, 202, 2007, 1167.
• Parida, D. Chaira, M. Chopkar, A. Basu, Surface and Coatings Technology, 205, 2011, 4871.
• K. Saha, T.I. Khan, Surface and Coatings Technology, 205, 2010, 890.
• H. Mazaheri, S.R. Allahkaram, Applied Surface Science, 258, 2012, 4574.
• Katamipour, M. Farzam, I. Danaee, Surface and Coatings Technology, 254, 2014, 358.
• W, Wang, H. Guo, Scripta Materialia, 53, 2005, 613.
• Mohajeri, A. Dolati, S. Rezagholibeiki, Materials Chemistry and Physics, 129, 2011, 746.
• Yilmaz, G. Hapcl, G. Orhan, Materials Engineering and Performance, 24, 2015, 709.
• Abdel Aal, H.B. Hassan, M.A. Abdel Rahim, Electroanalytical Chemistry, 17, 2008, 619.
• S. Suh, C.J. Park, H.S. Kwon, Surface and Coatings Technology, 200, 2006, 3527.
• A. Huang, J.H. Chang, C.Y. Chen, K.Y. Liao, J. Mayer, Thin Solid Films, 544, 2013, 69.
• H. Hou, Y.C. Chen, Applied Surface Science, 257, 2011, 6340.
• J. Huang, D.S. Xiong, Surface and Coatings Technology, 202, 2008, 3208.
• Mahdavi, S.R. Allahkaram, Alloys and Compounds, 635, 2015, 150.
• M. Chang, M.Z. An, H.F. Guo, S.Y. Shi, Applied Surface Science, 253, 2006, 2132.
• Chen, L. Wang, Z. Zeng, J. Zhang, Materials Science and Engineering: A, 434, 2006, 319.
• Surender, B. Basu, Tribology International, 37, 2004, 743.
• Alirezaei, S.M. Monirvaghefi, M. Salehi, A. Saatchi, Wear, 262, 2007, 978.
• T. Wu, L. Lei, B. Shen, W.B. Hu, Surface and Coatings Technology, 201, 2006, 441.
• Kartala, M. Uysal, H. Gul, A. Alp, H. Akbulut, Applied Surface Science, 354, 2015, 328.
• W. Liping, G. Yan, X. Tao, X. Qunji, Materials Chemistry and Physics, 99, 2006, 96.