Skip to main content
SUPERVISOR
Hamidreza Salimi jazi,Hossein Edris
حمیدرضا سلیمی جزی (استاد راهنما) حسین ادریس (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Karimi alavijeh
محمد کریمی علویجه

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
امروزه به دلیل استفاده گسترده از آلومینیوم در صنایع مختلف و خواص سایشی نامطلوب این فلز تلاش های زیادی برای بهبود خواص سایشی آن انجام شده است. هدف از انجام پژوهش حاضر، ایجاد لایه روانکار جامد دی سولفید مولیبدن با استفاده از روش الکتروفورتیک روی زیر لایه اکسید آلومینیوم آندی و بررسی رفتار سایشی آن است. برای این منظور، دو نوع پوشش اکسید آلومینیوم آندی در ولتاژ های 80 و 100 ولت به عنوان زیر لایه ایجاد شد. برای تهیه سوسپانسیون دی سولفید مولیبدن مقادیر %wt 5/2-5/0دی سولفید مولیبدن به همراه 09/0 گرم سورفکتانت غیر یونی پلی اتیلن گلیکول و مقدار 01/0 گرم سورفکتانت یونی SDS به mLit 150 آب دیونیزه اضافه شد. با توجه به پایداری سوسپانسیون ها، مقدار %wt 5/1به عنوان مقدار بهینه انتخاب شد. پوشش دی سولفید مولیبدن در فرایند الکتروفورتیک در دو زمان 1 و 2 دقیقه و در ولتاژ های 20، 40، 60 و 80 ولت درون سوسپانسیون تهیه شده، روی هر دو زیر لایه ایجاد شد. برای ارزیابی و مشخصه یابی پوشش ها آزمون های سختی سنجی، پراش پرتو ایکس(XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) و طیف نگار تفکیک انرژی(EDS) از سطح پوشش های ایجاد شده انجام شد. یافته ها نشان داد که اندازه حفرات تشکیل شده در فرایند آندایزینگ در حدود nm30 است که به دلیل زمان طولانی فرایند، بعضی از این حفرات بزرگ شده و اندازه آن ها به حدود µm1 رسیده است و با افزایش اندازه حفرات سختی پوشش کاهش پیدا کرده است. همچنین با افزایش ولتاژ ضخامت لایه اکسیدی نیز افزایش یافته است. برای بررسی رفتار تریبولوژیکی پوشش، آزمون سایش در بار N 5 و سرعت m/s 05/0 با استفاده از پین با جنس فولاد بلبرینگ 52100 AISI انجام شد. کاهش وزن نمونه ها به وسیله ترازو با دقت بالا اندازه گیری شد. نتایج نشان داد با افزایش ولتاژ، مقدار لایه نشانی روی سطح افزایش می یابد به طوری که بیشترین مقدار لایه نشانی در 80 ولت انجام شد. همچنین با افزایش زمان، مقدار لایه نشانی افزایش و نرخ لایه نشانی کاهش می یابد. وجود لایه روانکار باعث کاهش ضریب اصطکاک لایه اکسیدی از 9/0 به 05/0و همچنین باعث کاهش نوسانات ضریب اصطکاک پوشش شد. کلمات کلیدی آندایزینگ، روانکار جامد، دی سولفید مولیبدن ، الکتروفورتیک

ارتقاء امنیت وب با وف بومی