نشریه علوم و مهندسی سطح

نشریه علوم و مهندسی سطح

تأثیر آلایش فلوئور بر مقاومت به خوردگی لایه‌های نازک کربن شبه الماسی اعمال شده بر سطح آلیاژ کبالت-کروم-مولیبدن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی مواد، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی مرودشت، ایران
2 دانشگاه صنعتی مالک اشتر، دانشکده مهندسی مواد
چکیده
در این مطالعه، اثرات لایه‌های نازک کربن شبه الماسی آلائیده شده با فلوئور (F-DLC) بر بهبود مقاومت به خوردگی بستره‌های کبالت- کروم- مولیبدن بررسی شد. برای این منظور، رسوب کربن شبه الماسی آلائیده شده با فلوئور روی بستر‌ه‌های کبالت- کروم- مولیبدن از طریق روش رسوب شیمیایی بخار تقویت شده به وسیله پلاسما با منبع فرکانس رادیویی انجام پذیرفت. از گازهای متان، آرگون و گاز CF4 برای پوشش‌دهی لایه‌های نازک کربن شبه الماسی آلائیده شده با فلوئور استفاده گردید. از لایه میانی TiN جهت بهبود چسبندگی لایه‌های کربن شبه الماسی آلائیده شده با فلوئور روی بستره کبالت- کروم- مولیبدن استفاده شد. پارامترهای خوردگی نمونه‌ها با استفاده از آزمون‌های پلاریزاسیون و امپدانس الکتروشیمیایی تعیین شد. اندازه‌گیری‌های الکتروشیمیایی نشان داد که مقاومت به خوردگی بستره‌های کبالت- کروم- مولیبدن با اعمال پوشش‌های کربن شبه الماسی آلائیده شده با فلوئور تا حد زیادی افزایش می‌یابد، به‌طوری‌که پتانسیل خوردگی از 396/0- ولت به 057/0- و جریان خوردگی از 6-10 × 55/5 به 7-10× 288/1 میکرو آمپر کاهش پیدا کرد. طیف‌سنجی رامان، به‌عنوان یک روش غیرمخرب برای توصیف مواد مبتنی بر کربن، برای توصیف ساختاری فیلم‌های DLC و F-DLC استفاده گردید. نتایج غلظت بالاتر پیوند sp2 و ساختار گرافیتی بیشتری را در فیلم‌هایF-DLC نشان داد که می‌تواند منجر به استرس ذاتی کمتر در این فیلم‌ها در مقایسه با پوشش‌های DLC شود.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] D. R. Askeland. P. P. Fulay and W. J. Wright. The science and engineering of materials. CL Engineering. 6(2010).
[2] M. G. Fontana. Corrosion engineering. Tata McGraw-Hill Publishing Company. (2005).
[3] C. Donnet and A. Erdemir. Tribology of diamond-like carbon films: fundamentals and applications: Springer Science & Business Media (2007).
[4] E. L. Dalibón. L. Escalada. S. Simison. C. Forsich and S. P. Brühl. Surface and Coatings Technology. 312(2017)105-107.        
[5] P. R. Roberge. Corrosion Engineering: : Principles and Practice. McGraw-Hill. New York. USA. ( 2008).
[6] J. Robertson. Diamond-like amorphous carbon. Materials Science and Engineering. R: Reports. 37(2002)129-281.
[7] F. Marciano. E. Almeida. L. Bonetti. E. Corat and V. Trava-Airoldi. Improvement of diamond-like carbon electrochemical corrosion resistance by addition of nanocrystalline diamond. Journal of colloid and interface science, 342( 2010)638.
[8] A. Gangopadhyay. P. Willermet. M. Tamor and W. Vassell. Amorphous hydrogenated carbon films for tribological applications I. Development of moisture insensitive films having reduced compressive stress.Tribology International. 30(1997)9-18.
[9] E. H. Mirza, S. F. A. Ali, M. Asif, W. M. A. bin Ibrahim, and S. N. ul Hassan,.Evaluation of anti-corrosion properties of DLC coatings for medical devices. International Conference on Biomedical Engineering (ICoBE(.(2012)117-122.                     
[10] A.C. Ferrari, J. Robertson. Raman spectroscopy of amorphous, nanostructured, diamond–like carbon, and nanodiamond, Philos Trans Royal Soc A Philos T R Soc A. 362(2004)2477-2512.
[11]H. Yokomichi and A. Masuda. Effect of sputtering with hydrogen dilution on fluorine concentration of low hydrogen content fluorinated amorphous carbon thin films with low dielectric constant. Journal of applied physics. 86(1999)2468-2472.
[12] A.C. Ferrari. J. Robertson. Interpretation of Raman spectra of disordered and amorphous carbon. J Phys. 61(2000)14095-14107.
[13] H. Ishige. S. Akaike. T. Hayakawa. M. Hiratsuka, and Y. Nakamura. Evaluation of protein adsorption to diamond-like carbon (DLC) and fluorine-doped DLC films using the quartz crystal microbalance method,  Dent. Mater. J.38(2019)424-429.
[14] L. Liu. W. Tang. Q. Ruan, Z. Wu, C. Yang, S. Cui, Z. Ma. R.K. Fu. X. Tian. and R. Wang. Robust and durable superhydrophobic F-DLC coating for anti-icing in aircrafts engineering. Surf. Coat. Technol.404(2020)126468.