رفتارسایش دمای بالا در پوشش های میکرو و نانوساختار پاشش پلاسمایی Cr2O3

Abstract

جهت مقایسه پوشش‌های اکسید کروم، دو نوع پودر Cr₂O₃ با اندازه ذرات میکرونی و نانویی تهیه‌ و از طریق فرآیند پاشش پلاسما در اتمسفرآزاد بر روی فولاد کم کربن پوشش داده شد. از پوشش نیکل- آلومینیم نیز بعنوان لایه پیوندی برای چسبندگی پوشش‌ها به زیرلایه استفاده شد. بررسی‌های ریز ساختاری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM) و فازشناسی توسط آنالیز پراش پرتوایکسXRD) (انجام شد. رفتارسایشی پوشش توسط آزمون گلوله روی دیسک با استفاده از گلوله آلومینا در دمای محیط، °C300 و˚C ‌500 تحت بار 20 نیوتن بررسی شد. یافته‌های آزمایشی نشان داد که هر دو پوشش از ساختار لایه‌ای شامل ذرات به طور کامل ذوب شده و نیمه ذوب شده تشکیل شده‌اند اما در پوشش نانوساختار نواحی نیمه ذوب شده بیشتری در حضور ذرات نانو وجود دارد که باعث افزایش تخلخل در این پوشش نسبت به پوشش میکروساختار شده است. ارزیابی تریبولوژیکی پوشش ها نشان داد که ضرایب اصطکاک در پوشش نانوساختار تا حدودی کمتر از پوشش میکروساختار Cr₂O₃ است. نرخ سایش پوشش‌ها نیز با افزایش دما کاهش یافت بنحوی‌که در دمای °C300 و°C 500 پوشش نانوساختار عملکرد بهتری داشت. بهبود مقاومت سایشی و کاهش ضریب اصطکاک در پوشش نانوساختار در هر سه دما‌ را می‌توان به جهت حضور نانو ذرات، سختی بیشتر و همچنین تشکیل تریبو فیلم فشرده و چسبنده بر روی سطح پوشش مربوط دانست.