ارزیابی خوردگی و خواص تریبولوژی پوشش های دولایه نیتریدی اعمال شده به واسطه نیتروژن دهی پلاسمایی و تبخیر قوس کاتدی روی آلیاژ Ti-۶Al-۴V

آلیاژ Ti-۶Al-۴V، به علت داشتن مقاومت بالا نسبت به خوردگی، خواص مکانیکی مطلوب و زیست سازگاری عالی، به طور گسترده در صنایع پزشکی (ایمپلنت های ارتوپدی و دندانی)، نظامی و الکترونیکی استفاده می شود. مشکل اصلی این آلیاژ خواص سایشی ضعیف، مقاومت خستگی کم و خواص تریبولوژی نامطلوب است. هدف از انجام این پژوهش، ایجاد پوششی چسبنده و بهبود مقاومت به خوردگی و سایش آلیاژ Ti-۶Al-۴V است. برای تحقق این امر، اصلاح سطح نمونه ها توسط نیتروژن دهی در دو محیط پلاسمای الکترولیتی و اتمسفری انجام گرفت. در نهایت، لایه TiN با استفاده از روش تبخیر قوس کاتدی روی نمونه های اصلاح شده در مرحله قبل اعمال شد. ریزساختار، ضخامت پوشش ها و مورفولوژی سطح با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM) مجهز به آشکارساز EDS بررسی شد. شناسایی فازهای تشکیل شده در پوشش توسط پراش اشعه ایکس خراشان (GIXRD) مورد بررسی قرار گرفت. مقاومت به خوردگی، توسط آزمون های پلاریزاسیون تافلی و امپدانس الکتروشیمیایی مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی مقاومت سایشی و ضریب اصطکاک پوشش ها توسط آزمون پین روی دیسک انجام شد. بررسی نتایج نشان داد که با اعمال پوشش روی نمونه ها، مقاومت به خوردگی بهبود پیدا کرد و نمونه با پوشش دو لایه نیترید پلاسمایی/نیترید تیتانیوم با دانسیته جریان خوردگی ۷-۱۰×۱/۴۶آمپر بر سانتی متر مربع و پتانسیل خوردگی ۰/۳-ولت دارای مقاومت به خوردگی بهتری در مقایسه با سایر پوشش هاست. از طرفی خواص سایشی نمونه ها با اعمال پوشش های دولایه بهبود یافت؛ به طوری که برای هر دو نوع پوشش دولایه ایجادشده، پس از طی مسافت ۳متر کمترین کاهش ضخامت در حدود ۴میکرومتر به دست آمد.

کلیدواژه ها:

Plasma Nitriding ، Cathodic Arc Evaporation ، Plasma Electrolytic (PE) ، Titanium Nitride (TiN) ، Wear ، Corrosion ، نیتروژن دهی پلاسمایی ، تبخیر قوس کاتدی ، پلاسمای الکترولیتی ، نیترید تیتانیوم ، سایش ، خوردگی