Skip to main content
SUPERVISOR
Kaivan Raissi,Fakhreddin Ashrafizadeh
کيوان رئيسي (استاد راهنما) سيدفخرالدين اشرفي زاده (استاد مشاور)
 
STUDENT
Ahmad Bahramian
احمد بهراميان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Production of alumina/rutile nano composite coating on Al 7075 alloy using plasma electrolytic oxidation method and evaluation of its corrosion behavior
The aim of this research was to improve corrosion behavior of 7075 Al alloy. Plasma electrolytic oxidation method was employed for this purpose. The coating process was carried out in a silicate base electrolyte using a DC regime with a constant coulomb. X-ray diffractometery (XRD) and scanning electron microscopy was used to evaluate the phase and morphological structure of the coatings, respectively. The results revealed that applying PEO on 7075 Al alloy leads to the formation of a ?-Alumina film, which has a porous surface; and some pores are distributed in its structure. Corrosion behavior of the samples was evaluated after 1 hour immersion in 1M H 2 SO 4 by electrochemical tests. Tafel polarization test showed that the coatings decreased the corrosion current density about 2-10 times, and increase the charge transfer resistance about 2-25 times. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) revealed that that the coatings were formed a physical barrier against charge transfer, and decreased the diffusion of corrosive solution through the coating due to its non-columnar structure. The research was continued by adding different concentration of TiO 2 nanopowders in the electrolyte in order to produce composite coatings. The results revealed that the nanoparticles, irrespective to their concentration, were embed in the coatings, and decreased the coating porosity. The composite coating elemental map showed that TiO 2 nanoparticles were mostly placed in the upper parts of the coatings. X-ray diffractometery method revealed that ?-Alumina is present in the composite coatings phase structure. The composite coatings showed better corrosion and mechanical properties than PEO coatings due to their lower porosity content. Keywords : 7075 Al alloy, Coating, Plasma electrolytic oxidation, Composite coating, Corrosion
چکيده بهبود مقاومت به خوردگي آلياژ 7075 آلومينيوم هدف اين پژوهش بود. بدين منظور، روش اکسيداسيون الکتروليتي پلاسمايي به کار گرفته شد. فرايند پوشش دهي در الکتروليت سيليکاتي با استفاده از منبع تغذيه جريان مستقيم و تحت کولن ثابت انجام شد. با استفاده از آزمون تفرق اشعه ايکس، پوشش‌ها فاز يابي گرديدند و از تصاوير ميکروسکپي الکتروني روبشي براي ارزيابي مورفولوژي و ساختار آن‌ها استفاده شد. تحليل نتايج نشان داد که اعمال اين فرايند بر روي آلياژ 7075 آلومينيوم سبب تشکيل پوششي از جنس اکسيد آلومينيوم با فاز غالب ? مي‌گردد که سطحي متخلخل دارد و حفراتي در ساختار آن پراکنده شده‌اند. رفتار خوردگي پوشش‌ها با استفاده از آزمون‌هاي الکتروشيميايي پس از يک ساعت غوطه‌وري در محلول 1 مولار اسيد سولفوريک ارزيابي شد. آزمون‌ پلاريزاسيون تافل، کاهش دو تا ده برابر چگالي جريان خوردگي و افزايش دو تا بيست و پنج برابر مقاومت انتقال بار را پس از پوشش‌دهي نشان داد. آزمون طيف سنجي الکتروشيميايي آشکار ساخت که پوشش‌ها، سدي فيزيکي در برابر انتقال بار تشکيل مي‌دهد و به واسطه ساختار غير ستونيشان، نفوذ محلول خورنده را به داخل پوشش کند مي‌کند. در ادامه ايجاد پوشش‌هاي کامپوزيتي با افزودن غلظت‌هاي مختلف نانوذرات اکسيد تيتانيم به الکتروليت پوشش دهي بررسي شد. نتايج نشان داد که اين نانوذرات، صرف نظر از غلظت آن در الکتروليت، در ساختار پوشش بدام افتاده و سبب کاهش تخلخل پوشش‌ها مي‌گردد. نقشه عنصري حاصل از پوشش‌هاي کامپوزيتي آشکار ساخت که نانوذرات اکسيد تيتانيم بيشتر در مناطق بالايي پوشش قرار گرفته‌اند. آزمايش تفرق اشعه ايکس حضور فاز آلوميناي ? در ساختار پوشش‌هاي کامپوزيتي نشان داد. پوشش‌هاي کامپوزيتي به واسطه تخلخل کمترشان رفتار خوردگي و خواص مکانيکي برتري نسبت به پوشش‌هاي اکسيداسيون الکتروليتي پلاسمايي داشتند. کلمات کليدي: آلياژ 7075 آلومينيوم، پوشش، اکسيداسيون الکتروليتي پلاسما، پوشش کامپوزيتي، خوردگي

ارتقاء امنیت وب با وف بومی