ایجاد پوشش نانوکریستال بر روی تیتانیوم خالص تجاری

محققان دانشگاه تربیت مدرس موفق به ایجاد پوشش‌های نانوکریستال بر روی تیتانیوم
خالص تجاری به روش الکترولیز پلاسمایی شدند. با استفاده از روش الکترولیز پلاسمایی
در مهندسی سطح، می‌توان پوشش‌های متنوعی با ساختارهای منحصربه‌فرد بر روی طیف
گسترده‌ای از مواد ایجاد کرد. این پوشش‌ها بیشتر برای افزایش مقاومت به خوردگی و
سایش قطعات به‌کار می‌روند. قابلیت کنترل سطح ویژه، ضریب هدایت حرارتی، تخلخل و. .
. از ویژگی‌های این نوع پوشش‌ها است.

مهندس محمود علی‌اف خضرایی فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد رشته مهندسی مواد دانشگاه
تربیت مدرس، محققی است که در راستای انجام بخشی از پروژه کارشناسی ارشد خود موفق به
ایجاد این پوشش‌ گردیده است. ایشان در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه
فناوری‌نانو و در تشریح کار انجام شده، اظهار داشتند: “پوشش‌های تولیدی قابلیت
رقابت با سایر روش‌های سختکاری سطحی را دارند. البته در این مورد، نوع فرآیند،
هندسه قطعه، خواص مورد انتظار و. . . نیز تأثیرگذار هستند. عمده صنایع مشتری این
طرح در ایران، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی، صنایع خودروسازی و صنایع نظامی می‌باشند
اما در خارج از کشور صنایع هوا و فضا و صنایع خاص مانند تولیدکنندگان اتومبیل‌های
مسابقه فرمول ۱ و . . . نیز از کاربرهای طرح مذکورند.

برای تولید این نوع پوشش‌ها، ابتدا فرآیند بوردهی پلاسمایی الکترولیتی توسط جریان
پالسی و در الکترولیت حاوی بوراکس بر روی زمینه تیتانیوم خالص تجاری انجام شد. در
ادامه رفتار الکتروشیمیایی (خوردگی) و مقاومت در برابر سایش نمونه‌ها مورد مطالعه
قرار گرفت. مطالعات الکتروشیمیایی و خوردگی نمونه‌های بوردهی شده، در محلول رینگر
(محلول شبیه‌سازی شده بدن انسان) انجام شد. دستیابی به نقطه بهینه مقاومت در برابر
خوردگی و سایش نمونه‌های بوردهی شده، از نظر فاکتورهای مختلف موثر بر فرآیند
سختکاری مورد بررسی قرار گرفت. عمده‌ترین فاکتورهای مورد بحث، فرکانس و چرخه کار
جریان پالسی اعمال شده هستند. در این مطالعه مشخص شد که مقاومت به خوردگی و سایش
تیتانیوم سختکاری شده، پس از بوردهی پلاسمایی الکترولیتی بستگی زیادی به‌ اندازه،
شکل و نحوه توزیع نانوکریستال‌ها در پوشش دارد. در پایان فازهای به‌ وجود آمده در
اثر اعمال این فرآیند مورد بررسی قرار گرفتند و بر اساس نتایج به‌دست آمده شرایط
بهینه برای اعمال پوششها پیشنهاد گردید”.

این پایان‌نامه با راهنمایی آقای دکتر علیرضا صبور هدایت شده و به‌عنوان پایان‌نامه
برتر در دومین جشنواره برترین‌های فناوری‌نانو انتخاب شده است. این تحقیق از قابلیت
سرمایه‌گذاری بسیار بالایی برخوردار بوده و در داخل کشور ثبت اختراع شده است. شایان
ذکر است که مراحل ثبت پتنت بین‌المللی این طرح نیز در حال پیگیری است.

جزئیات این پژوهش که از حمایت‌های تشویقی ستاد بهره‌مند گردیده،
در مجله Materials
Science، (جلد۳۰، شماره ۶، صفحات ۶۱-۶۵، سال ۲۰۰۷) به چاپ رسیده است.