بررسی ریزساختار، چسبندگی و رفتار تریبولوژیکی پوشش اکسید آلومینیوم آندی متخلخل بر روی آلیاژ آلومینیوم 5083

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 دانشگاه صنعتی اصفهان

3 دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان

4 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تهران

5 دانشجوی دکتری دانشگاه شیراز

چکیده

آلیاژهای آلومینیوم به‌ویژه آلیاژ آلومینیوم 5083 دارای کاربردهای گسترده‌ای در صنایع دریایی هستند. یکی از کاربردهای مهم این آلیاژ در مقاطع آب بند و در معرض سایش می‌باشد. اعمال پوششی مناسب در سطح این آلیاژها می‌تواند از آن‌ها در برابر سایش به‌عنوان یکی از مهم‌ترین مکانیزم‌های تخریب این قطعات محافظت کند. در این پژوهش، پوشش اکسید آلومینیوم آندی متخلخل با روش آندایزینگ سخت بر روی آلیاژ آلومینیوم 5083 ایجاد شد. فرآیند آندایزینگ در دمای صفر درجه سانتی‌گراد، در محیط سولفوریک اسید و با ولتاژهای 20، 27 و 35 ولت انجام شد. به منظور بررسی خواص پوشش‌ها ریز سختی‌سنجی، زبری‌سنجی و ضخامت‌ پوشش‌ها اندازه‌گیری شد. آزمون پین روی دیسک و چسبندگی بر روی نمونه‌های پوشش داده شده انجام شد. بررسی‌های ریزساختاری نشان داد که فرآیند آندایزینگ باعث تشکیل پوشش آلومینای آمورف متخلخل بر روی سطح آلیاژ آلومینیوم 5083 می‌شود. افزایش ولتاژ آندایزینگ باعث افزایش تخلخل در سطح پوشش می‌شود که به تبع آن زبری سطح افزایش پیدا می‌کند. همچنین با افزایش ولتاژ، به دلیل بیشتر شدن نرخ انحلال زیرلایه آلیاژ آلومینیوم 5083 ضخامت و سختی پوشش افزایش یافت. بررسی‌های میکروسکوپی جهت ارزیابی کیفی چسبندگی، نشان‌دهنده چسبندگی مناسب پوشش‌ اکسید آلومینیوم آندی بود. انجام فرآیند آندایزینگ موجب بهبود قابل توجه رفتار تریبولوژیکی (حداقل بیش از 20 برابر) آلیاژ آلومینیوم 5083 شد. تصاویر SEM و نتایج آنالیز EDS از سطوح سایش و ذرات سایشی نشان داد که مکانیزم غالب سایش در زیرلایه آلیاژ آلومینیوم 5083 سایش خراشان و سایش ورقه‌ای بوده و مکانیزم غالب سایش پوشش‌های اکسید آلومینیوم سایش چسبان و ورقه‌ای می‌باشد.

کلیدواژه‌ها