Skip to main content
SUPERVISOR
Fakhreddin Ashrafizadeh
سیدفخرالدین اشرفی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Heidari nejad
علی حیدری نژاد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

The effect of substrate micro-nano scale surface roughness on adhesion of coatings
In this review research which is based on studying the effect of surface’s textures variation on elctroless, electroplate and physical vapour deposition coatings adhesion, efforts have been done to check the coatings adhesion considering substrate’s surface roughness variation. In this regard, 420 stainless steel substrate, Nickel-Phosphorus electroless and Nickel electroplate coating in addition to Titanium Nitride coating have been used. Some processes consist of polishing, sandblasting and erosion have done In order to prepare substrate’s surfaces. Results about the relation between coatings’s and substrates’s roughness showed that with increasing the substrates’s roughness, electroplate and electroless coatings’s roughness have increased that is more intense in cases with lower substrates’s roughness. At higher roughness of substrates’s surface, there is a 1 to 1 relation between substrates’s and coatings’s roughness. Same trend has happened for PVD coatings ,that due to the presence of droplets, is more intense for lower substartes’s roughness. Bending and indentation test’s results showed that with increasing the substrates’s roughness from polishing to sandblasting, due to mechanical anchoring and interlocking between coatings and substrates, electroless and electroplate coatings’s adhesion has increased. However, the same procedure for PVD substrates’s roughness increasing caused coatings’s adhesion reducing due to much more stress concentration zones and shadow effect as the results of substrates’s roughness increasing. In the following, results showed that with increasing substrates’s hardness and PVD coatings’s thickness, due to more substrate-coating mechanical properties’s matching, limitation the substrate’s plastic deformation at the interface and reducing the transition of stresses from coatings’s surface to substrate-coating interface, the adhesion has increased. Keywords: Surface texture, Roughness, coatings’s adhesion, physical vapour deposition.
طی این پژوهش مروری که موضوع آن مبتنی بر بررسی اثر تغییرات بافت سطحی زیرلایه بر چسبندگی پوشش‌های الکترولس، الکتروپلیت و رسوب فیزیکی بخار است، سعی بر آن شده است تا با تغییر متغیر اصلی پژوهش، یعنی زبری سطحی زیرلایه، چسبندگی پوشش‌های مذکور تحت ارزیابی قرار گیرند. در همین راستا از زیرلایه‌ی فولاد زنگ­نزن و پوشش‌های نیکل- فسفر، نیکل و نیترید تیتانیوم استفاده شد. جهت آماده‌سازی زیرلایه از فرایندهایی نظیر پولیش، سندبلاست و فرسایش استفاده شده است. بررسی ارتباط زبری پوشش و زیرلایه نشان داد با افزایش زبری زیرلایه، زبری پوشش‌های الکتروپلیت و الکترولس نیز افزایش می­یابد که این امر در زبری­های کمتر بسیار شدیدتر است. در زبری­های بالاتر نسبت 1 به 1 بین زبری­های زیرلایه و پوشش برقرار است. روند مشابهی برای نمونه­ی پوشش رسوب فیزیکی بخار وجود دارد گرچه به دلیل حضور دراپلت­ها، افزایش زبری شدیدتری در زبری­های کمتر رخ داده است. نتایج آزمون خمش و فروروش نشان دادند با افزایش زبری زیرلایه طی آماده‌سازی­های مختلف از پولیش مکانیکی تا سندبلاست، چسبندگی پوشش‌های الکترولس و الکتروپلیت به دلیل افزایش قابلیت درگیری پوشش در زیرلایه و ایجاد قفل مکانیکی افزایش یافته است. این در حالی است که با افزایش زبری زیرلایه، نتایج آزمون خراش و فروروش نشان­دهنده­ی تضعیف چسبندگی پوشش رسوب فیزیکی بخار نیترید تیتانیوم می­باشند و در این راستا می­توان از افزایش مناطق تمرکز تنش طی افزایش زبری و اثر سایه نام برد. نتایج نشان دادند افزایش سختی زیرلایه و ضخامت پوشش به دلیل تطابق بیشتر خواص مکانیکی سیستم پوشش- زیرلایه، محدودسازی قابلیت تغییر شکل پلاستیک در فصل مشترک و کاهش تنش واصله به فصل مشترک منجر به بهبود چسبندگی شدند. کلمات کلیدی: بافت سطحی، زبری، چسبندگی پوشش، رسوب فیزیکی بخار.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی