تولید پوشش‌ نانوساختار مقاوم در دانشگاه تهران

پژوهشگران دانشگاه تهران با استفاده از ساختارهای تغییر تدریجی، موفق به تولید پوشش‌های نانوساختار Ni-Co/SiC با استحکام چسبندگی و مقاومت سایشی بالاتر شدند. این پوشش‌ها باعث افزایش عمر قطعاتِ درمعرض سایش، در صنایع مختلف از جمله دفاعی، هواپیماسازی، خودرویی و… می‌گردد.

پوشش‌های نانو ساختار Ni-Co/SiC به دلیل سختی و مقاومت سایشی بالا و همچنین عدم سمیت حمام‌های آبکاری در حال یافتن کاربردهای وسیع در صنایع مختلف هستند. بررسی‌ها نشان می‌دهد که کاهش اندازه دانه از مقادیر میکرومتری به نانومتری اگرچه باعث افزایش شدید سختی، استحکام و مقاومت سایشی این پوشش‌ها می‌شود، اما استحکام چسبندگی پوشش را به مقدار قابل توجی کاهش می‌دهد.

راه حل بلقوه برای بهبود چسبندگی این پوشش‌ها استفاده از ساختارهای تغییر تدریجی است. مهندس سیدمحمد لاری‌بقال، دانشجوی دکتری مهندسی مواد دانشگاه تهران، به عنوان یکی از محققان این طرح ایده اصلی این کار را استفاده از ساختارهای تغییر تدریجی می‌داند. به گفته مهندس لاری‌بقال این کار تحقیقاتی قسمتی از پایان‌نامه دکتری ایشان بوده که زیر نظر اساتید راهنما آقایان دکتر محمود حیدرزاده‌سهی و دکتر احمد علی‌آماده از دانشگاه تهران انجام شده است.

هم اکنون این کار تحقیقاتی با مشاوره آقای دکتر سید محمد مهدی هادوی از دانشگاه مالک اشتر و همکاری آقای مهندس حسن خاتمی از دانشگاه همدان در حال انجام است.

وی افزود: «هم‌اکنون پوشش‌های همگن Ni/SiC در داخل و خارج از کشور در صنایع مختلف برای بهبود رفتار سایشی قطعات فولادی، مسی، آلومینیومی و منیزیمی مورد استفاده قرار می‌گیرند. پوشش‌های نانوکامپوزیتی Ni-Co/SiC اصلاح شده، پوشش‌های نانوکامپوزیتی Ni/SiC هستند که دارای مقاومت سایشی و خوردگی بالاتری هستند. به همین منظور مطالعه تولید و بررسی خواص این پوشش‌ها مدنظر قرار گرفت. با توجه به رفتار سایشی بهتر پوشش‌های Ni-Co/SiC به نظر می‌رسد که این پوشش‌ها از قابلیت زیادی جهت تجاری شدن برخوردار باشد.»

مهندس لاری‌بقال افزود: «در این بررسی‌ها جهت اعمال پوشش نانوساختار همگن و تغییر تدریجی Ni/SiC و Ni-Co/SiC بر روی زیرلایه آلومینیومی از فرآیند آبکاری پالسی استفاده شد. پوشش‌های نانوساختار Ni/SiC و Ni-Co/SiC با تغییر تدریجی همزمان اندازه دانه و درصد وزنی ذرات سرامیکی با موفقیت به‌وسیله‌ی افزایش تدریجی چگالی جریان آبکاری تولید شدند. در ادامه ساختار، خواص مکانیکی، استحکام چسبندگی و رفتار سایشی این پوشش‌ها مورد بررسی قرار گرفت.»

به گفته مهندس لاری‌بقال، در این تحقیق مشاهده شد که استفاده از ساختارهای تغییر تدریجی باعث بهبود قابل توجه استحکام چسبندگی و مقاوت سایشی این پوشش‌های به‌خصوص در بارهای سایشی بالا در مقایسه با پوشش‌های همگن می‌شود. همچنین پوشش‌های نانوساختار تغییر تدریجی Ni-Co/SiC رفتار سایشی بهتری را نسبت به پوشش‌های نانوساختار تغییر تدریجی Ni/SiC نشان دادند. این طرح برای بهبود مقاومت سایشی و همچنین خوردگی قطعات مختلف در صنایع شیمیایی، هواپیمایی، ساخت خودرو و…. قابل استفاده است.

نتایج این کار تحقیقاتی در مجله Surface and Coatings Technology (جلد ۲۰۶، شماره ۱۹-۲۰، ۲۵ ماهمی ۲۰۱۲) منتشر شده است. علاقمندان می‌توانند متن مقاله را در صفحات ۴۰۳۲ الی ۴۰۳۹ همین شماره مشاهده نمایند.