افزایش مقاومت به خوردگی در پوشش های کامپوزیتی کاربردی در صنایع هوافضا
بازار مقاله: پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به بهبود خواص سطوح قطعات فلزی و افزایش مقاومت به خوردگی شدند که از نتایج آن می توان در صنایع مختلف نظیر هوافضا و حمل و نقل که سبک بودن قطعات آلومینیومی دارای پوشش های کامپوزیتی با خواص مقاومت به خوردگی و سایشی بالا می تواند منجر به صرفه جویی در میزان مصرف انرژی در آنها شود، بهره برد.
به گزارش بازار مقاله به نقل از ایسنا، نازنین شکیبا، دانش آموخته دکترای دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «ایجاد و بررسی رفتار خوردگی پوشش مرکب در سیستم Al-O-N به روش پلاسمای اکسایشی (PEO) از الکترولیت قلیایی آلومینیت و کمپلکس های غیرآلی-نیتروژنی» که آنرا با راهنمایی دکتر سید محمد موسوی خوئی، عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر اجرا کرده است، اظهار داشت: بطور معمول افزایش خواص فیزیکی-شیمیایی سطحی یکی از با اهمیت ترین دلیلهای تغییر شاخصهای مهندسی و اصلاح سطح فلزات است و پژوهشگران بسیاری بمنظور کاهش هزینه های ناشی از وقوع پدیده هایی نظیر خوردگی و سایش قطعات صنعتی، به اصلاح سطح به وسیله نشاندن پوششی با خواص مناسب مقاومت به خوردگی، تغییر ضریب اصطکاک سطوح درگیر با یکدیگر و تغییر مکانیزم های سایشی به وسیله تغییر زبری و خواص فیزیکی-شیمیایی سطح به بهبود خواص سطوح قطعات فلزی می پردازند.
وی ادامه داد: علاوه بر این در دهه های اخیر مصرف مواد و انرژی توسط صنایع مختلف نگرانی های گسترده ای را در مورد استفاده کارآمدتر از آنها بوجود آورده است. فشارهای زیست محیطی جهت استفاده بهینه از منابع موجود، کاهش زباله و انتشار آلاینده ها موجب نیاز شدید به توسعه پایدار فرآیندها و بازبینی روش های سنتی شده است.
شکیبا اظهار داشت: نیاز امروزه صنایع مختلف برای بهره گیری از خواص منحصر به فرد این مواد مستلزم دستیابی به تکنولوژی ها و روش های جدید مقرون به صرفه تولید صنعتی آنست. در نتیجه دستیابی به روشی که قیمت تولیدی این مواد را کم کند، به شدت احساس نیاز می شود.
وی گقت: روش های تولید پوشش های حاوی فازهای AlN و AlON، علاوه بر پیچیدگی های موجود، نیازمند صرف انرژی زیاد و در نتیجه افزایش هزینه های تولید محصول می شوند.
مجری طرح اضافه کرد: با عنایت به این که تمرکز این پروژه بر تولید پوشش های کامپوزیتی در سیستم Al-O-N حاوی فازهای اکسیژن-نیتروژن دار آلومینیوم مقاوم در مقابل محیط های دارای آنیون های هالیدی به روش پوشش دهی اکسیداسیون الکترولیتی پلاسما (PEO) است، در پروژه حاضر از زیرلایه آلومینیومی به عنوان قطعه کار (آند) استفاده شده است.
بگفته محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر، این انتخاب به علت سازگاری زیرلایه و پوشش کامپوزیتی پایه اکسیدی حاوی فاز آلومینیوماکسی نیترید است. علاوه بر این از زیرلایه آلومینیومی سری ۲۰۰۰ بمنظور بررسی افزایش مقاومت به خوردگی توسط این نوع پوشش کامپوزیتی استفاده شده است. این انتخاب نیز به علت فراوانی و ارزان بودن این زیرلایه و مقاومت به خوردگی بسیار پایین این سری از خانواده آلومینیوم است.
وی اظهار داشت: فلزات سبک نظیر آلومینیوم به علت داشتن چگالی کم در مقایسه با آهن دارای نسبت استواری به وزن بیشتری هستند. به این علت در صنایع هوافضا و حمل و نقل از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد.
این محقق افزود: با این وجود، بطور کلی دارای خواص ضعیف خوردگی و سایشی است. بمنظور افزایش عملکرد تریبولوژیکی و خوردگی این فلز، از پوشش دهی سطحی بمنظور افزایش خواص مقاومت به سایش و خوردگی آن استفاده می شود.
وی ادامه داد: بررسی رفتار تریبولوژیکی و سایشی این نوع پوشش ها می تواند دامنه کاربردی آنرا افزایش دهد. باتوجه به خواص مکانیکی بسیار عالی این نوع پوشش کامپوزیتی، در صورت بررسی این مشخصه، از این پوشش می توان در وضعیت مشکل تر محیطی و صنعتی نظیر قطعات متحرک و در وضعیت دمای بالا و محیط های خورنده دارای آنیون های هالیدی نظیر کلرید نیز بهره برد.
وی ضمن اشاره به خاصیت های طرح اظهار داشت: باتوجه به شناسایی مکانیزم های درگیر در روش پوشش دهی الکترولیتی و در نتیجه کسب توانایی تولید پوشش کامپوزیتی-سرامیکی اکسی نیتریدی آلومینیوم در این طرح تحقیقاتی، می توان در آینده با تغییر و کنترل پارامترهای الکترولیت و پروسه و مواد اولیه مورد استفاده، پوشش های کامپوزیتی پیچیده تر (حاوی عناصر سبک دیگر نظیر کربن و بور) را با خواص منحصر به فرد توسط این روش پوشش دهی ارزان و قابل توجه نسبت به سایر روش های گرانقیمت متداول تولید پوشش های کامپوزیتی سرامیکی پیچیده روی فلزات تولید کرد.
وی تصریح کرد: بدین جهت باتوجه به نتایج به دست آمده از این پژوهش، این طرح موجب انقلابی بزرگ در رویکرد و نگرشی جدید برای توسعه کاربرد روش PEO برای تولید پوشش های سرامیکی مختلف با خواص متفاوت و قابل توجه و اما ارزان در صنعت است.
به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، انجام این طرح تحقیقاتی و حل چالش های موجود در این طرح بمنظور تشکیل این پوشش منحصر به فرد، درهای بسیاری را برای تحقیقات بعدی پژوهشگران داخلی و خارجی جهت تولید ارزان پوشش های پیچیده و جدید کامپوزیتی با خواص بسیار عالی توسط روش پوشش دهی الکترولیتی باز کرده است.
مجری طرح ضمن اشاره به وجود نمونه خارجی و داخلی این طرح اظهار داشت: در داخل ایران و خارج از کشور به این روش ارزان و دوستدار محیط زیست، پوشش های کامپوزیتی اکسی-نیتریدی که بصورت در جا و در یک مرحله و بدون استفاده از تجهیزات پوشش دهی و مواد اولیه گرانقیمت تولید شده و قابل رقابت باشد، وجود ندارد. بطور معمول این نوع پوشش ها توسط روش های چند مرحله ای و توسط تجهیزات پیچیده و گرانقیمت تولید می شوند.
وی افزود: یکنواختی ماکروسکوپی پوشش تولیدشده، ارزان و در دسترس بودن مواد اولیه، ساده و دوستدار محیط زیست بودن روش پوشش دهی PEO، عدم محدودیت در تولید پوشش روی ورق های آلومینیومی در ابعاد متفاوت از مزیت های رقابتی طرح به حساب می آید.
وی اظهار داشت: از نتایج این طرح می توان در صنایع مختلف نظیر هوافضا و حمل و نقل که سبک بودن قطعات آلومینیومی دارای پوشش های کامپوزیتی با خواص مقاومت به خوردگی و سایشی بالا می تواند منجر به صرفه جویی در میزان مصرف انرژی در آنها شود، بهره برد.
به نقل از ایشان، از طرفی باتوجه به تولید این پوشش کامپوزیتی توسط روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسما (PEO) که ارزان و دوستدار محیط زیست است، علاوه بر کاهش هزینه های تولید و تمهیدات لازم محیط زیستی در صنایع لایه نشانی، هزینه های اولیه تامین قطعات آلومینیومی دارای پوشش های کامپوزیتی اکسی نیتریدی مقاوم به خوردگی در صنایع هوافضا و حمل و نقل که مشتری های اصلی این نوع پوشش ها هستند نیز کاسته می شود.
منبع: بازار مقاله
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب