بهسازی پوشش نانوساختار hvof ni-5wt%al با توزیع نانوذرات اکسیدی در جهت بهبود مقاومت به اکسیداسیون

ایجاد لایه اکسیدی محافظ در سطح، با اکسیداسیون انتخابی آلومینیوم، کروم و سیلیسیوم؛ اساس مقاومت به اکسیداسیون پوشش¬های دما بالا است. اکسیداسیون انتخابی وابسته به ترکیب شیمیایی، دما، فشار جزیی اکسیژن و البته ساختار بلوری پوشش است. هدف این پژوهش ارتقا اکسیداسیون انتخابی و بهبود مقاومت به اکسیداسیون پوشش¬های ni-al با تأکید بر اصلاح ساختار دانه به جای تغییر ترکیب آلیاژ است. به این منظور آلیاژ ni-5wt%al انتخاب شد. جهت ایجاد پودر نانوساختار از آسیای گلوله¬ای و برای ایجاد پوشش از روش پاشش حرارتی hvof استفاده شد. رفتار اکسیداسیون هم¬دمای پوشش¬های نانوساختار و میکروساختار در دمای °c950 تا 100 ساعت مورد مطالعه قرار گرفت. ریزساختار و ترکیب شیمیایی پودر و پوشش¬ها و خصوصیات پوسته¬های اکسیدی با xrd، میکروسکوب نوری، میکروسکوب الکترونی روبشی مجهز به eds بررسی شد. نتایج حاکی از این بود که هر دو نوع پوشش از رفتار اکسیداسیون زیرِسهموی (sub parabolic) پیروی می¬کردند و پوسته اکسیدی متشکل از اکسیدهای چند لایه al2o3 و nial2o4 به همراه گره¬¬های nio-nial2o4 در سطح بود. در پوشش¬های نانوساختار تشکیل لایه آلومینا، که توسط xrd عمدتاً -al2o3α شناسایی شد؛ در زیر لایه اسپینل کاملاً مشهود بود؛ در حالی که الگوی xrd پوشش میکروساختار پس از 100ساعت اکسیداسیون هنوز نشان از حضور فازهای انتقالی -al2o3θ می¬داد. تصور می¬شود چگالی بالای مرزدانه¬ها در پوشش نانوساختار با نفوذ بیشتر آلومینیوم به سطح، اکسیداسیون انتخابی را تشدید می¬کند. به علاوه حضور نانوذرات اکسیدی آلومینیوم تشکیل لایه پیوسته α-al2o3 را شتاب می¬بخشد. در نهایت در طی این تحقیق، کاهش اندازه بلور، در پوشش¬های ni-5wt%al، افزایش جرم حین اکسیداسیون را از mg/cm207/3 به mg/cm283/0 کاهش داد و kp در حدود یک مرتبه بزرگی یعنی از 0651/0 به 0044/0 افت پیدا کرد.