Skip to main content
SUPERVISOR
Kaivan Raissi
کیوان رئیسی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Reihane Ali ramezani
ریحانه علی رمضانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

The effect of potassium permanganate additive and pulse current waveforms on structure and corrosion behaviors of plasma electrolytic oxidation coatings produced on 7075 aluminum alloy
Plasma electrolytic oxidation (PEO) is a Novel method of surface treatment which in-situ forms ceramic coatings on the surface of light metals like Al alloys under plasma conditions and improves the properties like hardness and corrosion resistance of the surface. The characteristics of PEO coatings can be influenced by two main factors: the applied current regime and the electrolyte composition. In this study, PEO coatings on 7075 Al alloy were prepared in both simple silicate based electrolyte and at the presence of KMnO 4 additive varying from 0.5 to 3 g/L. the results showed for the coating produced in the base electrolyte, crystalline g-Al 2 O 3 was the main phase, while the coatings formed in the presence of KMnO 4 consisted of a-Mn 2 O 3 . A pancake structure was observed on surface of the coating produced in the base electrolyte, while in the presence of KMnO 4 , the structure has been changed and a foam feature was detected on the surface of the coatings. The KMnO 4 changed the discharge types leading to diminish the large pores and caused compacter structure, so the coating produced in 3 g L -1 KMnO 4 solution showed superior corrosion performance. The research was continued by examining the other main factor i.e current regime. Therefore, this work showed that by applying bipolar current mode and controlling cathodic pulse time, the strong plasma discharges with high temperature spikes could be eliminated and hence the quality of the coatings was considerably improved. The coating formed at bipolar regime with a longer cathodic pulse time due to its compactness and thickness showed better corrosion and mechanical properties than PEO coatings formed at unipolar current regime.
اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی یک روش نوین اصلاح سطح برای آلیاژهای سبک از جمله آلومینیوم از طریق ایجاد یک لایه اکسیدی تحت شرایط تخلیه پلاسما است که موجب بهبود خواصی نظیر سختی و مقاومت به خوردگی آلیاژها می گردد. از جمله مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار بر خواص پوشش های اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی، ترکیب الکترولیت و نوع منبع جریان مورد استفاده در فرایند است. در این پژوهش، پوشش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی بر آلیاژ 7075 آلومینیوم در الکترولیت سیلیکاتی شامل غلظت های مختلف پرمنگنات پتاسیم 3-5/0 گرم بر لیتر مورد مطالعه قرار گرفت و با الکترولیت عاری از پرمنگنات پتاسیم مقایسه شد. نتایج نشان داد که فاز اصلی پوشش های رشد یافته در حمام عاری از پرمنگنات پتاسیم، ?-Al 2 O 3 و در حضور پرمنگنات پتاسیم Mn 2 O 3 بوده است. بررسی مورفولوژی سطحی پوشش توسط تصاویر SEM حاکی از ظهور مورفولوژی پنکیکی در الکترولیت بدون افزودنی بوده، درحالی‌که با افزودن پرمنگنات پتاسیم به حمام پوشش دهی، مورفولوژی پوشش به‌طور کامل تغییر کرده و ساختاری فوم مانند روی سطح دیده شد. در حقیقت پرمنگنات پتاسیم با تغییر نوع تخلیه های صورت گرفته روی سطح، ساختار پوشش را تغییر داده و منجر به تشکیل ساختاری متراکم با حفرات کمتر گردید. لذا پوشش رشد یافته در حمام حاوی 3 گرم بر لیتر پرمنگنات پتاسیم عملکرد خوردگی مطلوبی داشته است. نتایج نشان داد که با اعمال جریان دوقطبی و کنترل زمان پالس کاتدی می توان از وقوع تخلیه های مخرب و دما بالا بر سطح پوشش جلوگیری و کیفیت پوشش حاصل را بهبود بخشید. پوشش تشکیل شده در حمام حاوی 3 گرم بر لیتر پرمنگنات پتاسیم تحت جریان دوقطبی با پهنای پالس کاتدی بیشتر به واسطه تخلخل کمتر و تراکم ساختاری بالا، رفتار خوردگی و خواص مکانیکی برتری را نسبت به پوشش ایجاد شده تحت جریان تک قطبی نشان داد .

ارتقاء امنیت وب با وف بومی