بررسی و مطالع فرآیند تشکیل و خواص پوشش اکسید تیتانیم بر روی فلز تیتانیم به روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسما

تیتانیوم و آلیاژهای آن با کاربردهای حساس و استراتژیک از مهمترین مواد مهندسی در بین فلزات به حساب می آید. به واسطه ترکیبی از خواص مانند نسبت استحکام به وزن بالا، دمای ذوب بالا و مقاومت به خوردگی، تیتانیوم و آلیاژهای آن برای قطعات ترمو- مکانیکی، مهندسی سطح، صنایع هوا و فضا، دریا نوردی و زمینه های زیست پزشکی (بیومواد) به طور گسترده کاربرد دارد. با تشکیل فیلم تیتانیا (TiO)(2)) بر روی تیتانیم با آلیاژهای آن علاوه بر افزایش مقاومت به سایش و مقاومت به خوردگی تیتانیم، خواص شیمیایی، بیولوژیکی و الکترونیکی (نیمه رسانایی) به تیتانیم داده و کاربرد آن را بعنوان کاتالیزورها، سنسورها و سلول های خورشیدی و سطح فعال در کاشتهای ارتوپدی/ دندان و دریچه قلب مصنوعی امکان پذیر نموده است. مجموعه ای از تکنیک های مهندسی از جمله روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسما (PEO) بکار گرفته شده تا یک فیلم اکسیدی چسبنده و فشرده از اکسید تیتانیم (فیلم تیتانا) یا مخلوطی از آن با دیگر ترکیبات بسته به موارد کاربردی و الکترولیت مورد استفاده شکل بگیرد. بعنوان مثال در جهت کاربرد بیوپزشکی فیلم تشکیل شده بر روی سطح مخلوط از تیتانا و ترکیبات کلسیم و فسفر چون هیدوکسی آپاتیت خواهد بود. روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسما نسبتاً جدید بوده و در تولید پوشش های سرامیکی فشرده، چسبنده و نانو کریستالی با تخلخلهای ریز با اندازه نانو روی فلزاتی مانند Hf, Mg, Al, Ti و غیره به کار می رود. این تکنیک شامل پلاریزاسیون آندی فلزات و آلیاژها در محلول های الکترولیتی آبی است. زمانیکه ولتاژ الکترولیت از پتانسیل پلاریزاسیون فراتر رود تخلیه بار میکروپلاسما روی سطح آند رخ داده و یک فیلمی از اکسیدها بر مبنای فلز پایه و آنیونهای الکترولیت بر روی سطح شکل می گیرد که تحت عنوان فرایند اکسیداسیون میکروقوسی (MAO) یاد می شود. در این کار تحقیقاتی با در نظر گرفتن یک منبع تغذه ای رژیم معین (جریان DC) تأثیر نوع الکترولیت، میزان ولتاژ، مدت زمان اعمال ولتاژ بر روی آنالیز فازی، ریز ساختار از نظر میزان، اندازه، مرفولوژی و توزیع دانه های کریستالی و تخلخلها و کیفیت پوشش فیلم اکسیدی از نظر فشردگی، چسبندگی و ضخامت پوشش مورد بررس قرار گرفته است.

کلیدواژه ها:

اکسیداسیون الکترولیتی تیتانیم ، میکروپلاسما ، پوشش تیناتا ، روتیل ، آناتاز ، نانوکریستالها ، نانوتخلخلها