حسن علم خواه

هدف از انجام این پژوهش، بررسی تاثیر افزودن عناصر تیتانیوم و آلومینیوم به پوشش نانوساختار CrN لایه نشانی شده به روش رسوب فیزیکی بخار قوس کاتدی(Arc-PVD) بر روی زیرلایه فولاد ابزار گرم کار H13 بود. همچنین بررسی مقایسه ای رفتار سایشی و خوردگی این پوشش ها مدنظر گرفته شد. به این منظور پوشش دهی به روش رسوب فیزیکی بخار قوس کاتدی به مدت 60 دقیقه در دمای 200 درجه سانتی گراد با ضخامت تقریبی 2 میکرومتراعمال شد. به منظور مقایسه خواص پوشش ها، همه شرایط پوشش دهی ثابت در نظرگرفته شد. برای مشخصه یابی فازی و بررسی سطح و ضخامت پوشش ها از دستگاه های الگوی پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) ، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (FESEM) وآزمون ترشوندگی استفاده شد. خواص مکانیکی و سایشی پوشش های مورد نظر توسط آزمون های چسبندگی، نانوفرورونده و سایش پین بر دیسک مورد آنالیز قرار گرفت. برای بررسی رفتار خوردگی پوشش ها از دستگاه پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول 5/3 درصد وزنی کلرید سدیم استفاده شد. تصاویر SEM نشان داد که پوشش CrN دارای سطح یکنواخت و همگن تری نسبت به سایر نمونه ها بود. نتایج حاصل از الگوی پراش پرتو ایکس حاکی از آن بود که فازهای CrN، AlN و TiN، به عنوان فازهای غالب شناسایی شدند و بیش ترین شدت پیک در صفحه (200) به دست آمد. ارزیابی نتایج حاصل از آزمون ترشوندگی نشان داد که پوشش های CrN و TiCrN آب دوست و پوششAlCrN آب گریز بودند. بررسی نتایج به دست آمده از آزمون نانوفرورونده مشاهده گردید که پوششTiCrN بیش ترین عدد سختی (49/36 گیگا پاسکال)و بیش ترین مدول یانگ (9/362 گیگا پاسکال) را داشت. نتایج رفتار سایشی توسط آزمون سایش نشان داد که پوشش CrN با کم ترین ضریب اصطکاک (35/0) و عدم کاهش وزن سایشی، رفتار سایشی بهتری در مقایسه با نمونه های دیگر داشت. بررسی نتایج حاصل از آزمون طیف-سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و پلاریزاسیون پتانسیودینامیک نشان داد که مقاومت پوشش بیش از مقاومت حفرات پوشش بود و پوشش CrN با مقاومت پوشش برابر با 1900 کیلو اهم بهترین رفتار خوردگی را داشت. همچنین پوشش CrN با چگالی جریان خوردگی برابر با 9-10× 84/2 A cm-2 و پتانسیل خوردگی برابر با 06/0- ولت دارای بهترین رفتار خوردگی بود.