Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Salehi,Mehdi Ranjbar
مهدی صالحی (استاد راهنما) مهدی رنجبر (استاد راهنما)
 
STUDENT
Nariman Rabiei
نریمان ربیعی

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
در این پژوهش خواص تریبولوژیکی و اپتیکی پوشش های DLC مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی خواص تریبولوژیکی، پوشش های DLC بر روی چدن خاکستری با استفاده از دو منبع گازی استلین و پروپان لایه نشانی شدند. پوشش ها با استفاده از دستگاه Diamanta به روش پرتو یونی در دو ولتاژ v900 و v1100 رسوب داده شدند. نمونه ها قبل از قرار گرفتن در دستگاه لایه نشانی ، در التراسونیک قرار گرفت و سطح نمونه ها با استفاده از استون و الکل پاک شد. آزمون چسبندگی با استفاده از راکول C انجام گرفت و برای پوشش ها با دو گاز متفاوت قابل قبول بود. بررسی طیف های رامان پوشش ها نشان داد که کاهش نرخ کربن به هیدروژن درگازها منجر به افزایش درصد SP 3 در ساختار پوشش ها و همچنین باعث افزایش ولتاژ بهینه می شود. پوشش های DLC پروپان دارای درصد SP 3 و سختی بیشتری نسبت به پوشش های DLC استیلن بود. نتایج بررسی تنش پسماند پوشش ها نشان داد که افزایش درصد SP 3 منجر به افزایش تنش پسماند می شود. پوشش های DLC پروپان با توجه به درصد SP 3 بیشتر دارای تنش پسماند بالاتری بودند. آزمون سایش پوشش ها تحت 3 بار0/5 نیوتن، 1نیوتن و2/5 نیوتنانجام شد. نتایج آزمون سایش نشان داد که در بار0/5 نیوتنمکانیزم غالب سایشی چسبان یوده و با افزایش بار، ذرات سایشی افزایش یافته و مکانیزم سایشی خراشان می شود. در بار 2/5 نیوتن، تنش های برشی و ذرات سایشی منجر به از بین رفتن پوشش در فواصل لغزشی کوتاه می شود. نتایج منحنی ضریب اصطکاک پوشش ها نشان داد که پوشش های دارای درصد SP 3 بیشتر ، ضریب اصطکاک کمتری دارند. پوشش DLC P1100 کمترین ضریب اصطکاک(0/08) و بهترین رفتار تریبولوژیکی را ارائه داد. بررسی خواص اپتیکی پوشش ها بر روی بسترهای شیشه و ژرمانیوم با استفاده از 3 گاز متان، استیلن و پروپان با نسبت های کربن به هیدروژن متفاوت انجام گرفت. آزمون FT-IR برای بررسی خواص اپتیکی مورد استفاده قرار گرفت.بررسی طیف انعکاسی نسبی پوشش های DLC متان در محدوده طول موج نور مرئی نشان داد که افزایش ولتاژ لایه نشانی تغییری در طیف انعکاسی این پوشش ها ایجاد نمی کند. در طیف های انعکاسی نسبی پوشش های DLC پروپان با افزایش ولتاژ و افزایش نرخ SP 3 /SP 2 ، کاهش بازتات نسبی مشاهده شد. در پوشش های DLC استیلن نیز بیشترین عبور نور در ولتاژ بهینه یعنی v900 مشاهده گردید. نتایج بررسی طیف های انعکاسی نسبی مشخص کرد که افزایش درصد SP 3 در ساختار پوشش های DLC منجر به کاهش درصد بازتاب نسبی در محدوده طول موج نور مرئی می شود. نتایج طیف های انعکاسی نشان داد که افزایش درصد SP 2 منجر به افزایش بازتاب نسبی و کاهش عبور نور در محدوده طول موج مرئی می شود. کلمات کلیدی: رینگ ، DLC ، سایش ، تنش پسماند، رامان ، ضریب اصطکاک، نرخ SP 3 /SP 2 ، ، انعکاس نسبی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی