سنتز آزمایشگاهی پوشش‌های نانوکریستال و آمورف کبالت- فسفر

محققان دانشگاه صنعتی اصفهان موفق به تولید آزمایشگاهی پوشش‌های نانوکریستال و آمورف کبالت-فسفر شدند. با توجه به مشکلات زیست‌محیطی ناشی از اعمال پوشش‌های کروم سخت برای قطعات صنعتی و جلوگیری از به‌کارگیری آنها در کشورهای پیشرفته، تلاش زیادی برای ابداع روشها و پوشش‌های جایگزین صورت گرفته است. پوشش نانوکریستال کبالت- فسفر که به روش رسوبدهی الکتریکی تولید می‌شود، از جمله جدیدترین این پوشش‌ها است.

محققان دانشگاه صنعتی اصفهان موفق به تولید آزمایشگاهی پوشش‌های نانوکریستال و
آمورف کبالت-فسفر شدند. با توجه به مشکلات زیست‌محیطی ناشی از اعمال پوشش‌های
کروم سخت برای قطعات صنعتی و جلوگیری از به‌کارگیری آنها در کشورهای پیشرفته،
تلاش زیادی برای ابداع روش‌ها و پوشش‌های جایگزین صورت گرفته است. پوشش
نانوکریستال کبالت- فسفر که به روش رسوبدهی الکتریکی تولید می‌شود، از جمله
جدیدترین این پوشش‌ها است.

این تحقیق در دانشکده مواد دانشگاه صنعتی اصفهان، در قالب پروژه کارشناسی ارشد
مهندس محمدعلی شیخ الاسلام و با راهنمایی دکتر محمدحسن عنایتی و دکتر کیوان
رئیسی انجام گرفته است.

مهندس شیخ الاسلام در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری‌نانو،
اظهار داشتند: “در حال حاضر فراگیرترین پوشش مقاوم به سایش، با توجه به عملکرد
و قیمت تمام شده، پوشش کروم سخت است که به روش رسوبدهی الکتریکی (آبکاری) ایجاد
می‌شود. این پوشش برای قطعات تحت سایش در صنایع مختلف، از صنایع غذایی و نساجی
گرفته تا صنایع فولاد و نفت به‌کار می‌رود. با توجه به نتایج اولیه‌ای که از
عملکرد پوشش‌های نانوکریستال کبالت- فسفر حاصل شده و نیز نیاز شدید صنعت داخلی
به جایگزینی پوشش کروم، تولید و مشخصه‌یابی این پوشش‌ها در مقیاس آزمایشگاهی در
دستور کار قرار گرفت”.

ایشان در ادامه گفتگو و در تشریح نحوه انجام پروژه و نتایج حاصل افزودند: “در
تحقیق حاضر پوشش نانوکریستال و آمورف کبالت- فسفر، برای اولین بار در ایران به
روش رسوبدهی الکتریکی DC تولید شده است. ما پس از بررسی چگالی جریان پوشش‌دهی
بر ویژگی های مختلف پوشش نانوکریستال دریافتیم که با افزایش چگالی جریان، درصد
وزنی فسفر پوشش از حدود ۲% به حدود ۱% کاهش یافته و اندازه دانه‌های پوشش از
حدود۱۰ nm به حدود۱۶ nm افزایش می یابد. نتایج ما حاکی از آن است که بر اثر
آنیل، اندازه دانه‌ها و بافت پوشش نانوکریستال Co 1-2 wt%P تغییر چندانی
نمی‌کند اما پوشش آمورف Co
۹-۱۱ wt%P
به پوششی نانوکریستال تبدیل می‌شود.
همچنین با انجام آنیل، سختی هر دو نوع پوشش به علت تشکیل رسوبات سخت Co2P و CoP
افزایش قابل توجهی می‌یابد. آزمون پلاریزاسیون تافل پوشش ها در محلول
۰٫۱ M H2SO4 بیانگر آن است که پیش از آنیل پوشش آمورف نسبت به پوشش نانوکریستال
مقاومت خوردگی بهتری دارد، اما پس از انجام آنیل مقاومت هر دو پوشش نانوکریستال
و آمورف در برابر خوردگی در این محیط کاهش می‌یابد. آزمون پلاریزاسیون تافل
پوشش ها در محلول ۱۰% NaOH حاکی از تشکیل لایه رویین در این محلول است. پوشش
آمورف نسبت به پوشش نانوکریستال، دارای چگالی جریان روئین بیشتری است که با
انجام عملیات آنیل کاهش بسیاری می‌یابد، با ذکر این نکته که میزان کاهش چگالی
جریان رویین پوشش نانوکریستال با انجام عملیات آنیل بسیار اندک است”.

جزئیات این پژوهش
در مجله Materials Letters (جلد ۶۲، صفحه ۳۶۳۱-۳۶۲۹، سال
۲۰۰۸)
منتشر شده است.