بررسی تأثیر ذرات نانومقیاس بر خواص پوشش های مرکب نانوساختار کروم و ذرات افزودنی

آبکاری کامپوزیتی روشی برای نشست هم زمان ذرات کوچک سرامیکی در لایه ی فلزی رسوب یافته برای بهبود خواص مکانیکی و تریبولوژی پوشش است. در میان فرآیندهای تولید کامپوزیت های نانوساختار، روش رسوب دهی الکتریکی می تواند سطحی هموارتر، پیوندی بهتر بین ذرات و فلز زمینه و سختی بیشتری پدید آورد. در این تحقیق، پوشش کروم و پوشش های نانوکامپوزیتی cr-al2o3، cr-tio2 و cr-sio2 با استفاده از جریان مستقیم در حمام کروم شش ظرفیتی تولید شده اند. تأثیر پارامترهای آبکاری نظیر مقدار نانوذرات در حمام و اندازه ی ذرات بر درصد حجمی ذرات در پوشش و خواص سایشی و خوردگی و سختی پوشش، بررسی شده است. درصد حجمی ذرات نشست یافته از اطلاعات وزنی حاصل از آزمون edx، ریزساختار پوشش ها توسط تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، سختی پوشش ها توسط دستگاه ریزسختی سنج ویکرز، مقاومت به خوردگی پوشش ها توسط دستگاه پتانسیواستات-گالوانواستات iviumstat و مقاومت به سایش پوشش ها توسط دستگاه سایش دانشگاه سمنان و به روش پین بر روی دیسک انجام شد. همچنین جهت اطمینان از حضور نانوذرات در پوشش، تست xrd بر روی تعدادی از نمونه ها انجام شد. نتایج نشان داد، حضور نانوذرات در پوشش کروم باعث بهبود چشم گیر در مورفولوژی و کاهش اندازه و ضخامت ترک ها می شود. همچنین با کاهش اندازه و افزایش مقدار نانوذرات در حمام پوشش دهی، مقدار نانوذرات در پوشش افزایش می یابد ولی با افزایش مقدار نانوذرات از مرز 10 گرم بر لیتر در حمام پوشش دهی، مقدار نانوذرات در پوشش کاهش می یابد. نتایج تست xrd، حضور نانوذرات در پوشش را تأیید کردند. بررسی تست سایش و خوردگی نشان داد هرچه مقدار نانوذرات در پوشش بیشتر باشد، مقاومت به سایش و خوردگی پوشش ها بالاتر است. همچنین سختی پوشش ها نیز وابسته به مقدار نانوذرات در پوشش بوده و با افزایش مقدار نانوذرات در پوشش، افزایش می یابد. بهترین نتیجه از نمونه ی حاوی 10 گرم بر لیتر از نانوذره ی 20 نانومتری آلومینا به دست آمد. در مجموع، پوشش های نانوکامپوزیتی cr-al2o3 نسبت به پوشش های نانوکامپوزیتی cr-tio2 و پوشش های نانوکامپوزیتی cr-tio2نسبت به پوشش های نانوکامپوزیتی cr-sio2، خواص سایشی و خوردگی بهتر و سختی بالاتری نشان دادند.