بررسی اثر ولتاژ اعمالی بر روی خواص فیزیکی و شیمیایی پوشش‌های سرامیکیZrO2-Al2O3 رشد داده شده به روش اکسیداسیون جرقه میکرونی

Abstract

آلومینیوم بدلیل خواص منحصر به فردی نظیر استحکام ویژه بالا، دانسیته پایین و نیز فراوانی در پوسته زمین از مهم‌ترین مواد مهندسی بوده و دارای کاربردهای متنوعی شامل صنعت هوافضا، خودرو و ساختمان است. اما برخی عیوب ذاتی آن نظیر سختی پایین، مقاومت سایشی پایین و نیز مقاومت به خوردگی پایین، کاربرد وسیع و طولانی مدت آن را در صنعت محدود نموده است. راههای متعددی برای غلبه بر این عیوب پیشنهاد شده است که از این بین می‌توان به پوشش‌دهی قطعات آلومینیومی با پوشش‌های آلومینایی و آلومینا- زیرکونیایی اشاره کرد. در این تحقیق، پوشش‌های کامپوزیتی ZrO₂-Al₂O₃ تحت شرایط مختلف بر روی فلز آلومینیوم با استفاده از روش Micro Arc Oxidation(MAO) رشد داده شد. این پوشش‌ها تحت جریان AC در الکترولیت حاوی نمک ZrOCl₂.8H₂O سنتز شد. طبق نتایج XPS، XRD و EDX، پوشش‌ها بیشتر شامل فازهای a-Al₂O₃، g-Al₂O₃، ZrO₂ مونوکلینیک و ZrO₂ تتراگونال بودند. با افزایش ولتاژ، درصد زیرکونیوم در پوشش افزایش پیدا می‌کرد. نتایج AFM دال بر تشکیل سطحی زبر بود بگونه‌ای که زبری سطح با افزایش ولتاژ بیشتر می‌شد. بررسی مورفولوژی پوشش‌ها با استفاده از SEM نشان داد که مورفولوژی به شدت به ولتاژ اعمالی بستگی دارد.