Skip to main content
SUPERVISOR
Hamidreza Salimi jazi,Hossein Edris
حميدرضا سليمي جزي (استاد راهنما) حسين ادريس (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Karimi alavijeh
محمد کريمي علويجه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Fabrication of Molybdenum disulfide solid lubricant coatings on the anodic aluminum oxide layers and study the tribological properties
Nowadays, due to an extensive use of aluminum in various industries, improving its wear properties has been received lots of attentions. The aim of this study is to fabricate MoS 2 solid lubricant layers on the anodic aluminum oxide substrate and tribological properties were characterisared. For this purpose, two types of anodic aluminum oxide substrates were created in voltages of 80 and 100 V. 0.5-2.5%wt of MoS 2 powder particles were added to 150ml deionized water with 0.09 g polyethylene glycol non-ionic surfactants and 0.01 g ionic surfactant Sodium dodecyl sulfate. Suspension stability was measured, and suspension by the value of 1.5%wt of MoS 2 was selected as the optimal value. MoS 2 coating were deposited by the electrophoretic coating process in periods of 1 and 2 minutes and at voltages of 20, 40, 60 and 80 V on both substrates. Evaluation and characterization tests such as hardness, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy were performed on the surface of coatings. Results showed that the pore size of 30 nm was formed in the anodizing process. Because of long time process, some of these large voids size could reached to approximately 1µm. By increasing the pore size, the hardness of coatings reduced. The coating thickness increased by applied high voltage. To investigate tribological properties of coating, wearing tests were carried out under 5N load and 0.05m/s speed condition by using AISI 52100 steel pin. The results showed that by increasing the voltage, the amount of deposition of MoS 2 on the surface was increased and the maximum amount of deposition was conducted at 80 V. Moreover, the amount of deposition increased and the rate of deposition was reduced. The lubricant layer reduced the friction coefficient from 0.9 to 0.05. Friction coefficient fluctuation was reduced significantly after coating. Keywords : Anodizing, Solid lubricant, Molybdenum disulfide, Electrophoretic, Wear
چکيده امروزه به دليل استفاده گسترده از آلومينيوم در صنايع مختلف و خواص سايشي نامطلوب اين فلز تلاش هاي زيادي براي بهبود خواص سايشي آن انجام شده است. هدف از انجام پژوهش حاضر، ايجاد لايه روانکار جامد دي سولفيد موليبدن با استفاده از روش الکتروفورتيک روي زير لايه اکسيد آلومينيوم آندي و بررسي رفتار سايشي آن است. براي اين منظور، دو نوع پوشش اکسيد آلومينيوم آندي در ولتاژ هاي 80 و 100 ولت به عنوان زير لايه ايجاد شد. براي تهيه سوسپانسيون دي سولفيد موليبدن مقادير %wt 5/2-5/0دي سولفيد موليبدن به همراه 09/0 گرم سورفکتانت غير يوني پلي اتيلن گليکول و مقدار 01/0 گرم سورفکتانت يوني SDS به mLit 150 آب ديونيزه اضافه شد. با توجه به پايداري سوسپانسيون ها، مقدار %wt 5/1به عنوان مقدار بهينه انتخاب شد. پوشش دي سولفيد موليبدن در فرايند الکتروفورتيک در دو زمان 1 و 2 دقيقه و در ولتاژ هاي 20، 40، 60 و 80 ولت درون سوسپانسيون تهيه شده، روي هر دو زير لايه ايجاد شد. براي ارزيابي و مشخصه يابي پوشش ها آزمون هاي سختي سنجي، پراش پرتو ايکس(XRD)، ميکروسکوپ الکتروني روبشي(SEM) و طيف نگار تفکيک انرژي(EDS) از سطح پوشش هاي ايجاد شده انجام شد. يافته ها نشان داد که اندازه حفرات تشکيل شده در فرايند آندايزينگ در حدود nm30 است که به دليل زمان طولاني فرايند، بعضي از اين حفرات بزرگ شده و اندازه آن ها به حدود µm1 رسيده است و با افزايش اندازه حفرات سختي پوشش کاهش پيدا کرده است. همچنين با افزايش ولتاژ ضخامت لايه اکسيدي نيز افزايش يافته است. براي بررسي رفتار تريبولوژيکي پوشش، آزمون سايش در بار N 5 و سرعت m/s 05/0 با استفاده از پين با جنس فولاد بلبرينگ 52100 AISI انجام شد. کاهش وزن نمونه ها به وسيله ترازو با دقت بالا اندازه گيري شد. نتايج نشان داد با افزايش ولتاژ، مقدار لايه نشاني روي سطح افزايش مي يابد به طوري که بيشترين مقدار لايه نشاني در 80 ولت انجام شد. همچنين با افزايش زمان، مقدار لايه نشاني افزايش و نرخ لايه نشاني کاهش مي يابد. وجود لايه روانکار باعث کاهش ضريب اصطکاک لايه اکسيدي از 9/0 به 05/0و همچنين باعث کاهش نوسانات ضريب اصطکاک پوشش شد. کلمات کليدي آندايزينگ، روانکار جامد، دي سولفيد موليبدن ، الکتروفورتيک

تحت نظارت وف ایرانی