کشف روشی برای ایجاد پوشش سخت نانوساختار
محققان مرکز تحقیقات آلومینیوم ایران، موفق به ارایه‌ی روشی جدید برای لایه‌نشانی نیترید تیتانیم نانوساختار به منظور بهبود مقاومت به سایش فلزات شدند.
به گزارش سرویس پژوهشی ایسنا، مهندس آرش یزدانی، کارشناس ارشد گرایش شناسایی و انتخاب مواد فلزی دانشگاه علم و صنعت ایران، اظهار کرد: نیتروژن‌دهی پلاسمایی با استفاده از توری فعال، یکی از روش‌های نسبتا نوین سخت‌کاری سطحی است که معمولا برای ایجاد پوشش نیترید آهن به کار می‌رود. در این پژوهش، سعی کردیم با اعمال تغییراتی، از این روش برای لایه‌نشانی نیترید تیتانیم نانوساختار استفاده کنیم.
وی درباره‌ی هدف این پژوهش گفت: امروزه اغلب از روش‌هایی مانند CVD، PACVD و PVD برای ایجاد پوشش نانونیترید تیتانیم استفاده می‌شود. هر یک 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 به عنوان روشی جایگزین برای ایجاد پوشش نانونیترید تیتانیم (به عنوان روشی که هیچ یک 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 منحصر به فردی را به وجود می‌آورد، برای مثال می‌توان به سختی بالا و خواص سایشی مناسب پوشش‌های نانوساختار اشاره کرد.
یزدانی در مورد چگونگی ایجاد این نانوپوشش‌ها خاطرنشان کرد: در ابتدا آماده‌سازی اولیه‌ی نمونه‌های فولادی خام انجام شد. در مرحله‌ی دوم، شاموت متخلخل به عنوان 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 تیتانیومی 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، به سمت توری (آند) شتاب داده شدند. گازهای یونیزه شده طبق مکانیزم کندوپاش، باعث کنده شدن اتم‌های تیتانیوم از توری شدند. این اتم‌ها با نیتروژن یونیزه شده، در محیط پلاسما، واکنش انجام داده و ترکیبات TiNx را به وجود آوردند که در نهایت روی سطح نمونه، رسوب کرده و پوشش مورد نظر به وجود آمد.
کارشناس ارشد مرکز تحقیقات آلومینیوم ایران، گام بعدی تحقیقات خود را بهینه کردن خواص نانوپوشش روی زیرلایه‌هایی با جنس‌های مختلف، با تغییر شرایط پوشش‌دهی عنوان کرد، به طوری که بتوان این روش را به عنوان یک روش جدید، مقرون به صرفه و با مزایای بیشتر نسبت به روش‌های متداول کنونی، به صنعت معرفی کرد.
یزدانی خاطرنشان کرد: در تمام 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.
وی تجاری‌سازی این روش را از اهداف اصلی این تحقیق عنوان و تصریح کرد: تا کنون نیز موفقیت‌هایی در این زمینه مانند عقد قرارداد با چندین کارگاه و کارخانه‌ی تولیدکننده‌ی قطعات ریخته‌گری حاصل شده است.
به گزارش ایسنا، این پژوهش با همکاری دکتر منصور سلطانیه، دانشیار دانشگاه علم و صنعت ایران، دکتر حسین آقاجانی، استادیار دانشگاه تبریز و دکتر سعید رستگاری، استادیار دانشگاه علم و صنعت ایران در مرکز تحقیقات آلومینیوم دانشگاه علم و صنعت ایران انجام شده است.
منبع:شبکه فیزیک هوپا
محققان مرکز تحقیقات آلومینیوم ایران، موفق به ارایه‌ی روشی جدید برای لایه‌نشانی نیترید تیتانیم نانوساختار به منظور بهبود مقاومت به سایش فلزات شدند.
وی درباره‌ی هدف این پژوهش گفت: امروزه اغلب از روش‌هایی مانند CVD، PACVD و PVD برای ایجاد پوشش نانونیترید تیتانیم استفاده می‌شود. هر یک 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 به عنوان روشی جایگزین برای ایجاد پوشش نانونیترید تیتانیم (به عنوان روشی که هیچ یک 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 منحصر به فردی را به وجود می‌آورد، برای مثال می‌توان به سختی بالا و خواص سایشی مناسب پوشش‌های نانوساختار اشاره کرد.
یزدانی در مورد چگونگی ایجاد این نانوپوشش‌ها خاطرنشان کرد: در ابتدا آماده‌سازی اولیه‌ی نمونه‌های فولادی خام انجام شد. در مرحله‌ی دوم، شاموت متخلخل به عنوان 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 تیتانیومی 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، به سمت توری (آند) شتاب داده شدند. گازهای یونیزه شده طبق مکانیزم کندوپاش، باعث کنده شدن اتم‌های تیتانیوم از توری شدند. این اتم‌ها با نیتروژن یونیزه شده، در محیط پلاسما، واکنش انجام داده و ترکیبات TiNx را به وجود آوردند که در نهایت روی سطح نمونه، رسوب کرده و پوشش مورد نظر به وجود آمد.
کارشناس ارشد مرکز تحقیقات آلومینیوم ایران، گام بعدی تحقیقات خود را بهینه کردن خواص نانوپوشش روی زیرلایه‌هایی با جنس‌های مختلف، با تغییر شرایط پوشش‌دهی عنوان کرد، به طوری که بتوان این روش را به عنوان یک روش جدید، مقرون به صرفه و با مزایای بیشتر نسبت به روش‌های متداول کنونی، به صنعت معرفی کرد.
یزدانی خاطرنشان کرد: در تمام 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.
وی تجاری‌سازی این روش را از اهداف اصلی این تحقیق عنوان و تصریح کرد: تا کنون نیز موفقیت‌هایی در این زمینه مانند عقد قرارداد با چندین کارگاه و کارخانه‌ی تولیدکننده‌ی قطعات ریخته‌گری حاصل شده است.
به گزارش ایسنا، این پژوهش با همکاری دکتر منصور سلطانیه، دانشیار دانشگاه علم و صنعت ایران، دکتر حسین آقاجانی، استادیار دانشگاه تبریز و دکتر سعید رستگاری، استادیار دانشگاه علم و صنعت ایران در مرکز تحقیقات آلومینیوم دانشگاه علم و صنعت ایران انجام شده است.
منبع:شبکه فیزیک هوپا