علوم و مهندسی سطح
سال:1399 | دوره:- | شماره:43 |تعداد مقالات:6

هدف از این پژوهش هم رسوبی الکتریکی ذرات سخت کاربید بور (B4C) و ذرات روانکار سولفید تنگستن (WS2) بر زیر لایه مسی و ایجاد پوشش نانو کامپوزیتی Ni-B4C-WS2 و ارزیابی سختی و رفتار تریبولوژیکی پوشش نانو کامپوزیتی حاصل بوده است. جهت بررسی ریزساختاری از میکروسکوپ الکترونی گسیل میدان (FESEM)و جهت ارزیابی سختی و رفتار تریبولوژیکی به ترتیب از سختی سنج ویکرز و آزمون پین روی دیسک استفاده شد. نتایج نشان داد که پوشش کامپوزیتی هیبریدی نسبت به پوشش های کامپوزیتی تک ذره ای ریز دانه تر بوده وتوزیع بهتری از ذرات کاربید بور و سولفید تنگستن دارد. سختی پوشش هیبریدی 461 ویکرز به دست آمد که نسبت به دو پوشش دیگر سختی بالاتری دارد. همچنین کمترین کاهش وزن پس از آزمون سایش به مسافت لغزش 800 متر در پوشش هیبریدی به میزان 1 میلی گرم به دست آمد که نسبت به دو پوشش دیگر پایین تر بود. همچنین کمترین ضریب اصطکاک برای پوشش هیبریدی به میزان 53/0 به دست آمد.

در کار حاضر، ساختار نامتجانس دو مولفه ای از آرایه نانومیله های اکسید روی (ZnO NRs) و ساختارهای اکسید مس (CuO) رشد داده می شود. نانومیله-های یک بعدی ZnO به کمک لایه جوانه زنی به وسیله ی روش شیمیایی تر در دمای پایین رشد داده می شوند. سپس فیلم نازک اکسید مس با اکسایش حرارتی فیلم نازک Cu نهشت شده با کندوپاش مگنترونی بر ZnO NRs به منظور افزایش و گسترش جذب اپتیکی در ناحیه مریی تشکیل می شود. مشخصه های نوری، ساختاری، ریختی، الکتریکی و چگونگی فصل مشترک ساختار نامتجانس ZnO NRs/CuO TF به وسیله ی آنالیزهای طیف سنجی UV-Vis-near IR، پراش-سنجی پرتو X (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی-گسیل میدانی/ طیف سنجی تفکیک انرژی پرتو X (FE-SEM / EDX) و اندازه گیری مشخصه جریان-ولتاژ مطالعه می شوند. با اکسایش حرارتی فیلم نازک Cu برZnO NRsدر بازه دمایی ° C600-200 باعث تشکیل ساختار نامتجانس ZnO NRs/CuO TFمی شود. جذب پیوند ZnO NRs/CuO TF نسبت به ZnO NRs لخت در ناحیه مریی افزایش می یابد فعالیت فوتوکاتالیستی ساختار های نامتجانس ZnO NRs/CuO از طریق کاهش رودامین بی (RhB) تحت تابش نور UV و مریی بررسی شد. . فعالیت فوتوکاتالسیتی و آهنگ تخریب RhB توسطZnO NRs/CuOTFنسبت به ZnO NRs لخت افزایش قابل توجهی می یابد.

در این تحقیق لایه های نازک سیلیکاتی و سیلیکای آلاییده با کربن به روش پلیمریزاسیون پلاسمایی با استفاده از دستگاه کوپل خازنی در فرکانس رادیویی و روی زیرلایه های سیلیسیومی انباشت شدند. برای تولید لایه ها از ماده اولیه به صورت مایع آلی-سیلیکاتی TEOS استفاده شد و بخار آن با گازهای اکسیژن و استیلن با نسبت شارهای مشخص ترکیب شد. به منظور افزودن عنصر کربن به درون لایه های سیلیکاتی، گاز استیلن در ترکیب گازی پلاسما افزوده شد. تاثیر شار گاز استیلن بر ضخامت و ضریب شکست لایه ها با استفاده از آزمون بیضی سنجی طیفی مورد مطالعه قرار گرفت. علاوه بر این، به منظور بررسی میزان تغییر شفافیت لایه ها، جذب اپتیکی آنها نیز با همین روش آزمون تعیین شد. بررسی ریخت شناسی سطح لایه ها با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی نشان داد که افزایش شار گاز استیلن در ترکیب پلاسما، موجب افزایش زبری سطح لایه ها از 0. 1 نانومتر تا 5. 3 نانومتر شد. همچنین، نتایج مشخصه یابی اپتیکی نشان داد که افزایش گاز استیلن در ترکیب پلاسما موجب افزایش ضریب شکست لایه ها از 1. 447 تا 1. 485 و همچنین افزایش ضریب جذب اپتیکی آن ها از 0. 8% تا 9. 2% شده است. برای ترکیب شدن عناصر کربنی در لایه سیلیکاتی و تغییر خواص آن، اثر افزایش شار گاز استیلن با اثر کاهش اکسیژن در ترکیب پلاسما مقایسه شد.

در پژوهش حاضر، پوشش های ژرمانیوم-کربن (Ge1-x-Cx) به وسیله فرایند رسوب دهی شیمیایی بخار به کمک پلاسما (PECVD) با استفاده از پیش ماده های گازی GeH4 و CH4 روی زیرلایه های سیلیسیومی و شیشه ای رسوب داده شدند. به منظور بررسی پایداری محیطی پوشش ها، از آزمون مه نمکی استفاده شد. به منظور مشخصه یابی ریزساختاری و پیوندی پوشش ها به ترتیب از میکروسکپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) مجهز به طیف سنج تفکیک انرژی (EDS) و طیف سنج فوتوالکترون پرتو ایکس (XPS) استفاده شد. بررسی کیفیت فیزیکی نمونه ها پس از گذشت 24 ساعت قرارگیری در معرض مه نمکی، پایداری بسیار مناسب تمام پوشش های ژرمانیوم-کربن رسوب داده شده در شرایط مختلف را نشان داد؛ به گونه ای که هیچ اثری از کنده شدن، پوسته شدن، ترک برداشتن و تاول زدن روی نمونه ها مشاهده نشد. ارزیابی های میکروسکپی الکترونی روبشی از سطح رویی پوشش ها نیز این موضوع را اثبات کرد. تنها برای پوشش Ge1-x-Cx غنی از کربن، بخش هایی از لبه های پوشش تخریب شد. سازوکار تخریب پوشش به صورت تاول زدن و توسعه ترک به واسطه نفوذ مولکول های آب به فصل مشترک آزاد پوشش/ زیرلایه تشخیص داده شد.

در این مقاله تاثیر پارامترهای ورودی (زمان روشنی پالس، شدت جریان ورودی، ولتاژ و سیکل وظیفه) فرآیند لایه نشانی به روش تخلیه الکتریکی روی خواص سطحی فولاد ابزار AISI H13 شامل تغییرات سختی سطح، عمق لایه نشانی سطح و زبری سطح مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور از الکترودهای Ti-Cr-Cu فرآوری شده با متالورژی پودر استفاده شد. به منظور بررسی ضخامت لایه سطحی با استفاده از دستگاه میکروسکوپ الکترونی از سطح نمونه ها تصویر برداری صورت گرفت و تغییرات سختی سطح به روش میکروسختی سنجی اندازه گیری شد. همچنین جهت شناسایی ترکیبات تشکیل شده در سطح، از روش پراش سنجی اشعه ایکس استفاده شده و زبری سطح نمونه ها، با استفاده از پارامتر زبری میانگین سطح ((Ra کنترل گردید. نتایج نشان می دهند در اثر انجام این فرآیند، کاربیدهایی مثل TiC، Cr7C3 و Fe2C در سطح قطعه کار تشکیل شده و باعث افزایش سختی سطح آن می شوند. همچنین با افزایش شدت جریان و زمان روشنی پالس مقدار سختی سطح بیشتر شده و عمق لایه سطحی نیز افزایش می یابد. علاوه بر آن، با افزایش ولتاژ ورودی، ضخامت لایه سطحی بیشتر شده و زبری سطح قطعه کار کاهش می یابد. همچنین با افزایش پارامتر سیکل وظیفه به دلیل افزایش تعداد جرقه ها در واحد زمان، عمق لایه ی سطحی نیز بیشتر می گردد.

با افزودن عناصر واسطه به اکسید اسپینل منگنز-کبالت (MCO) می توان هدایت الکتریکی دمای بالا و چسبندگی پوشش های محافظ بر روی اتصال دهنده های پیل سوختی اکسید جامد را بهبود بخشید. در این پژوهش، نانوپودرهای اسپینل با ترکیبCux(Mn, Co)3-xO4 (x= 0، 2/0 و 4/0) به روش سل-ژل بر پایه ی شیوه ی پچینی سنتز شد. آلیاژ فولاد زنگ نزن 430 به عنوان اتصال دهنده با استفاده از روش لایه نشانی الکتروفورتیک (EPD) توسط ترکیبات اکسید اسپینل پوشش دهی شد. براساس یکنواختی ریز ساختار پوشش ها پارامتر های بهینه زمان 1 دقیقه و ولتاژ لایه نشانی60 ولت انتخاب شد. در ادامه سینتیک لایه نشانی بر اساس مدل بالدیسری در 60 ولت برای نمونه های Cu0. 2MCO وCu0. 4MCO بررسی شد. تف جوشی نمونه های پوشش داده شده در شرایط احیایی-اکسیدی در دو مرحله انجام گرفت. فاز و ریزساختار پودر های سنتز شده و پوشش ها به ترتیب به وسیله آزمون پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) مجهز به طیف سنجی تفرق انرژی (EDS) مشخصه یابی شد. نتایج آزمون مقاومت ویژه سطحی غیرهمدما در محدوده دمایی oC 800-550 نشان داد که نمونه Cu0. 2MCO کمترین مقدار مقاومت ویژه سطحی (ASR) (mΩ cm2 2/3) با انرژی فعالسازی ماکزیمم kJ/mole2/48Ea= را نشان داد.