29 اردیبهشت 1401
علي شانقي

علی شانقی

مرتبه علمی: دانشیار
نشانی:
تحصیلات: دکترای تخصصی / مهندسی موادخوردگی
تلفن:
دانشکده: دانشکده فنی مهندسی

مشخصات پژوهش

عنوان
طراحی و ساخت پوششهای نانو ساختار فوق سخت جهت بهبود مقاومت سایشی تیتانیوم و آلیاژهای آن
نوع پژوهش طرح پژوهشی خاتمه یافته
کلیدواژه‌ها
کندوپاشش مغناطیسی خلأ بالا، پوشش چند لایه Ti/TiN، آلیاژ Ti-6Al-4V، نانوسختی-سنجی، پین بر دیسک، امپدانس الکتروشیمیایی
سال 1399
پژوهشگران علی شانقی

چکیده

حضور عناصر آلیاژی در آلیاژ Ti-6Al-4V و رها سازی آنها در بدن انسان در اثر واکنششهای خوردگی منجر به کاهش کارایی و در برخی از موارد عفونتهای شدید در بدن انسان می-شوند، لذا استفاده از پوشش های سرامیکی جهت بهبود رفتار خوردگی و سایشی آنها مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از لایه میانی فلزی با انعطاف پذیری مناسب همانند لایه میانی تیتانیوم منجر به بهبود چقرمگی شکست لایه فوق سخت و همچنین بهبود چسبندگی پوشش به زیرلایه می گردد. بنابراین رفتار مکانیکی و خوردگی پوشش های چند لایه ی Ti/TiN که توسط کندوپاشش مغناطیسی خلأ بالا بر روی زیر لایه ی Ti-6Al-4V لایه نشانی شدند بررسی شد. رفتار فازی، نوع فازهای سطحی، ساختاری و مورفولوژی پوشش به ترتیب با اسنفاده از روش های GIXRD، XPS، FESEM و AFMمورد بررسی قرار گرفت. همچنین خواص مکانیکی و سایشی پوشش همانند سختی، مدول الاستیک، پلاستیسیته، ضریب اصطکاک و رفتار خوردگی پوشش نیز با استفاده از امپدانس الکتروشیمیای و پلاریزاسیون مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بیانگر ایجاد پوشش کاملا همگن و یکنواخت چند لایه Ti/TiN با ضخامت تقریبا 4/1 میکرون و دارای زبری، سختی و ضریب اصطکاک به ترتیب 22 نانومتر، 462/22 GPa و 49/0 همراه با بهبود مقاومت به خوردگی پوشش چند لایه Ti / TiN در مقایسه با Ti-6Al-4V و TiN به ترتیب در حدود 80 و 4 برابر است. بررسی رفتار خود ترمیم شوندگی پوشش بیانگرکاهش غلظت Al و Ti با افزایش زمان غوطه وری برای پوشش چند لایه Ti / TiN است، زیرا واکنش بین Ti و اکسیژن با افزایش زمان غوطه وری افزایش یافته، و به عنوان یک لایه پسیو و منفعل در نواقص پوشش TiN از نفوذ یونهای خورنده و جابجا شدن الکترون جلوگیری نموده است، بطوریکه افزایش مقاومت به خوردگی در پوشش چند لایه Ti / TiN پس از 48 ساعت مشاهده شده است.