|
محققان مرکز تحقیقات آلومینیوم ایران، موفق به ارایه‌ی روشی جدید برای لایه‌نشانی
نیترید تیتانیم نانوساختار به‌منظور بهبود مقاومت به سایش فلزات شدند.
مهندس آرش یزدانی، کارشناس ارشد، گرایش شناسایی و انتخاب مواد فلزی دانشگاه علم و
صنعت ایران، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد فناوری نانو گفت: «نیتروژن‌دهی
پلاسمایی با استفاده از توری فعال، یکی از روش‌های نسبتا نوین سخت‌کاری سطحی است که
معمولا برای ایجاد پوشش نیترید آهن به‌کار می‌رود. در این پژوهش، سعی کردیم با
اعمال تغییراتی، از این روش برای لایه‌نشانی نیترید تیتانیم نانوساختار استفاده
کنیم».
کارشناس ارشد مرکز تحقیقات آلومینیوم ایران، درباره‌ی هدف از این پژوهش ابراز داشت:
«امروزه اغلب از روش‌هایی مانند CVD، PACVD و PVD برای ایجاد پوشش نانونیترید
تیتانیم استفاده می‌شود. هریک از این روش‌ها دارای محدودیت‌هایی هستند. بر این
اساس، هدف از انجام این تحقیق، امکان‌سنجی استفاده از روش نیتروژن‌دهی پلاسمایی با
استفاده از توری فعال به‌عنوان روشی جایگزین برای ایجاد پوشش نانونیترید تیتانیم
(به‌عنوان روشی که هیچ‌یک از محدودیت‌های روش‌های متداول کنونی را ندارد) و
تجاری‌سازی آن، قرار داده شد. یکی از مزایای مهم این روش، قابلیت لایه‌نشانی
پوشش‌های نانوساختار است که خواص منحصربه‌فردی را به‌وجود می‌آورد، برای مثال
می‌توان به‌سختی بالا و خواص سایشی مناسب پوشش‌های نانوساختار اشاره کرد».
مهندس یزدانی در رابطه با چگونگی ایجاد این نانوپوشش‌ها گفت: «در ابتدا آماده‌سازی
اولیه‌ی نمونه‌های فولادی خام انجام شد. در مرحله‌ی دوم، شاموت متخلخل به‌عنوان
ماده‌ی عایق مناسب که با قرارگیری برای مدت طولانی در محیط پلاسما، خاصیت عایق بودن
الکتریکی خود را از دست نداد، انتخاب شد. سپس نمونه و عایق را درون یک توری مشبک
تیتانیمی قرار داده و کل این مجموعه را وارد محفظه‌ی دستگاه کردیم. با اعمال اختلاف
پتانسیل بالا بین آند (توری) و کاتد (دیواره‌ی دستگاه)، گازهای داخل محفظه، یونیزه
و تحت میدان الکتریکی، به‌سمت توری (آند) شتاب داده شدند. گازهای یونیزه شده طبق
مکانیزم کندوپاش باعث کنده شدن اتم‌های تیتانیم از توری شدند. این اتم‌ها با
نیتروژن یونیزه شده، در محیط پلاسما، واکنش انجام داده و ترکیبات TiNx را به‌وجود
آوردند که در نهایت روی سطح نمونه، رسوب کرده و پوشش مورد نظر به وجود آمد».
محقق این پژوهش، گام بعدی تحقیقاتش را بهینه کردن خواص نانوپوشش روی زیرلایه‌هایی
با جنس‌های مختلف، با تغییر شرایط پوشش‌دهی عنوان کرد، به‌گونه‌ای که بتوان این روش
را به‌عنوان یک روش جدید، مقرون‌به‌صرفه و با مزایای بیشتر نسبت به‌روش‌های متداول
کنونی، به صنعت معرفی کرد.
در کلیه‌ی صنایعی که نیازمند ایجاد پوشش‌های سخت روی فلزات برای بهبود سختی و
مقاومت به سایش آنها هستند، می‌توان از این روش و پوشش استفاده کرد. برای مثال
می‌توان به صنایع ریخته‌گری و یا تزریق پلاستیک اشاره کرد.
مهندس یزدانی تجاری‌سازی این روش را از اهداف اصلی این تحقیقات عنوان کرد و گفت:
«تا کنون نیز موفقیت‌هایی در این زمینه مانند عقد قرارداد با چندین کارگاه و
کارخانه‌ی تولید کننده‌ی قطعات ریخته‌گری حاصل شده‌است».
این پژوهش با همکاری دکتر منصور سلطانیه، دانشیار دانشگاه علم و صنعت ایران، دکتر
حسین آقاجانی، استادیار دانشگاه تبریز، دکتر سعید رستگاری، استادیار دانشگاه علم و
صنعت ایران در مرکز تحقیقات آلومینیوم دانشگاه علم و صنعت ایران انجام شده‌است.
جزئیات این تحقیق در مجله‌ی Vacuum (جلد ۸۶، صفحات ۱۳۹-۱۳۱، سال ۲۰۱۱) منتشر
شده‌است.
|
