Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Salehi,Mehdi Ranjbar
مهدي صالحي (استاد راهنما) مهدي رنجبر (استاد راهنما)
 
STUDENT
Nariman Rabiei
نريمان ربيعي

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Development and evaluation of tribological and optical properties of DLC coatings with different carbon to hydrogen
In this research, tribological and optical properties of DLC coatings were investigated. In order to study the tribological properties, DLC coatings on gray cast iron are deposition by using two gas sources of acetylene and propylene. Coatings were deposited by using Diamanta device white ion beam method at two voltages of 900v and 1100v. The specimens were placed in ultrasonics before being placed on the device layer, and the surface of the specimens was cleened using acetone and alcohol. The adhesion test was performed using Rockwell C and was acceptable for coatings with two different gases. Investigating the spectra of Raman coatings showed that the reduction of carbon-to-hydrogen rate in gases resulted in an increase in the SP 3 percentage in the coating structure and also increased the optimal voltage. DLCcoatings of Propane has a higher SP3 content and more hardness than acetylene DLC coatings. The results of the investigation of the residual stresses of the coatings showed that increasing SP 3 percentage leads to increased residual stress. Propane DLC coatings showed higher residual stress due to SP 3 percentage. The abrasion test of the coatings was carried out under 3 load0.5 N ,1 N and 2.5 N. The results of the abrasion test showed that at 0.5 N load, the prevailing abrasion mechanism was bonded and increased with increased wear and Wear particles and the abrasion mechanism was scratched. shear stresses and abrasive tensile stresses the loss of the coating in a short slip distance, At 2.5 N.Curve coefficient coefficients of coatings showed that the coatings with higher SP3 percentage had lower coefficient of friction. The DLC P1100 coating provided the lowest friction coefficient (0.08) and best tribological behavior. In order To study the optical properties of coatings on glass and germanium substrates using 3 gas methane, acetylene and propane with different carbon to hydrogen ratios. The FT-IR test was used to investigate optical properties. The reflection of the relative reflection spectrum of methane DLC coatings in the wavelength of visible light showed that the increase in the voltage of the contact layer did not change the reflection spectrum of these coatings. Relative reflection spectra of propane DLC coatings with increasing voltage and SP3 / SP2 increase were observed in relative retardation. In the DLC coatings of acetylene Most light passing was observed at optimal voltage. The results of the relative reflection spectra in this study showed that increasing the percentage of SP3 in the structure of the DLC coatings resulted in a decrease in the percentage of reflection in the visible light wavelength range. The reflection spectral results showed that increasing the SP2 percentage leads to an increase in relative reflection and a decrease in light transmission in the visible wavelength range. Keywords: ring, DLC, wear, tension stress, Raman, friction coefficient, SP 3 / SP 2 rate, relative reflection
چکيده در اين پژوهش خواص تريبولوژيکي و اپتيکي پوشش هاي DLC مورد بررسي قرار گرفت. براي بررسي خواص تريبولوژيکي، پوشش هاي DLC بر روي چدن خاکستري با استفاده از دو منبع گازي استلين و پروپان لايه نشاني شدند. پوشش ها با استفاده از دستگاه Diamanta به روش پرتو يوني در دو ولتاژ v900 و v1100 رسوب داده شدند. نمونه ها قبل از قرار گرفتن در دستگاه لايه نشاني ، در التراسونيک قرار گرفت و سطح نمونه ها با استفاده از استون و الکل پاک شد. آزمون چسبندگي با استفاده از راکول C انجام گرفت و براي پوشش ها با دو گاز متفاوت قابل قبول بود. بررسي طيف هاي رامان پوشش ها نشان داد که کاهش نرخ کربن به هيدروژن درگازها منجر به افزايش درصد SP 3 در ساختار پوشش ها و همچنين باعث افزايش ولتاژ بهينه مي شود. پوشش هاي DLC پروپان داراي درصد SP 3 و سختي بيشتري نسبت به پوشش هاي DLC استيلن بود. نتايج بررسي تنش پسماند پوشش ها نشان داد که افزايش درصد SP 3 منجر به افزايش تنش پسماند مي شود. پوشش هاي DLC پروپان با توجه به درصد SP 3 بيشتر داراي تنش پسماند بالاتري بودند. آزمون سايش پوشش ها تحت 3 بار0/5 نيوتن، 1نيوتن و2/5 نيوتنانجام شد. نتايج آزمون سايش نشان داد که در بار0/5 نيوتنمکانيزم غالب سايشي چسبان يوده و با افزايش بار، ذرات سايشي افزايش يافته و مکانيزم سايشي خراشان مي شود. در بار 2/5 نيوتن، تنش هاي برشي و ذرات سايشي منجر به از بين رفتن پوشش در فواصل لغزشي کوتاه مي شود. نتايج منحني ضريب اصطکاک پوشش ها نشان داد که پوشش هاي داراي درصد SP 3 بيشتر ، ضريب اصطکاک کمتري دارند. پوشش DLC P1100 کمترين ضريب اصطکاک(0/08) و بهترين رفتار تريبولوژيکي را ارائه داد. بررسي خواص اپتيکي پوشش ها بر روي بسترهاي شيشه و ژرمانيوم با استفاده از 3 گاز متان، استيلن و پروپان با نسبت هاي کربن به هيدروژن متفاوت انجام گرفت. آزمون FT-IR براي بررسي خواص اپتيکي مورد استفاده قرار گرفت.بررسي طيف انعکاسي نسبي پوشش هاي DLC متان در محدوده طول موج نور مرئي نشان داد که افزايش ولتاژ لايه نشاني تغييري در طيف انعکاسي اين پوشش ها ايجاد نمي کند. در طيف هاي انعکاسي نسبي پوشش هاي DLC پروپان با افزايش ولتاژ و افزايش نرخ SP 3 /SP 2 ، کاهش بازتات نسبي مشاهده شد. در پوشش هاي DLC استيلن نيز بيشترين عبور نور در ولتاژ بهينه يعني v900 مشاهده گرديد. نتايج بررسي طيف هاي انعکاسي نسبي مشخص کرد که افزايش درصد SP 3 در ساختار پوشش هاي DLC منجر به کاهش درصد بازتاب نسبي در محدوده طول موج نور مرئي مي شود. نتايج طيف هاي انعکاسي نشان داد که افزايش درصد SP 2 منجر به افزايش بازتاب نسبي و کاهش عبور نور در محدوده طول موج مرئي مي شود. کلمات کليدي: رينگ ، DLC ، سايش ، تنش پسماند، رامان ، ضريب اصطکاک، نرخ SP 3 /SP 2 ، ، انعکاس نسبي

ارتقاء امنیت وب با وف بومی