ساخت و مشخصه يابي پوشش نانوکامپوزيتيNi-P-Al2O3 به روش الکترولس روي زير لايه تيتانيوم

STUDENT

DEGREE

YEAR

Poor tribological properties of titanium and its alloys directed many researchers to explore novel surface modifications and coatings to improve wear resistance. In this paper, effect of alumina nano particles on friction and wear behavior of electroless Ni-P-Al 2 O 3 nanocomposite coating on commercially pure titanium substrate has been investigated. For this purpose, electroless Ni-P and Ni-P-Al 2 O 3 coatings were deposited on CP-Ti substrate and then heat treated at 400 ?C for 1 h. Wear resistance and friction of coatings were evaluated by the pin on disc method. Morphology and composition of worn surfaces were studied by scanning electron microscopy (SEM) equipped with an energy dispersive spectrometer (EDS). Also, phase transformation and microstructural changes were studied by X-ray diffraction (XRD) analysis. The results showed that the incorporation of alumina nano particles in the Ni–P matrix increased hardness and wear resistance of the deposits. It was also determined that heat treated coatings at 400?C for 1h, as compared with as-plated samples, have higher hardness and wear resistance. Heat treated nanocomposite coating exhibited highest coefficient of friction. Keywords: CP-Ti, Electroless Ni-P-Al 2 O 3 , Nanocomposite coating, Wear resistance

چکيده به دليل رفتار تريبولوژيکي ضعيف تيتانيوم، محققان مطالعات بسياري در زمينه اصلاح خواص سطحي تيتانيوم و ايجاد پوشش هاي مختلف به منظور بهبود مقاومت سايشي آن انجام دادند. در اين پژوهش اثر نانو ذرات آلومينا بر روي رفتار سايشي و ضريب اصطکاک پوشش نانو کامپوزيتي Ni-P-Al 2 O 3 ايجاد شده روي زير لايه تيتانيوم خالص تجاري CP-Ti به روش آبکاري الکترولس بررسي شد. به اين منظور پوشش الکترولس Ni-P و Ni-P-Al 2 O 3 روي زير لايه CP-Ti رسوب داده شده و سپس به مدت 1 ساعت در دماي 400 درجه سانتي گراد عمليات حرارتي انجام شد. مقاومت به سايش و ضريب اصطکاک پوشش ها با آزمون پين روي ديسک مورد ارزيابي قرار گرفت. همچنين مورفولوژي و ترکيب سطوح سايش يافته با استفاده از ميکروسکوپ الکتروني روبشي ( SEM )مجهز به آزمون ( EDX ) بررسي شد. همچنين تغييرات فازي و ميکروساختاري با استفاده از آناليز پراش پرتو ايکس( XRD )بررسي شد. نتايج نشان داد که وارد شدن نانو ذرات آلومينا در پوشش زمينه ي Ni-P منجر به افزايش سختي و مقاومت به سايش پوشش شد. همچنين عمليات حرارتي در دماي 400 درجه سانتي گراد به مدت 1 ساعت، سختي و مقاومت به سايش را افزايش داد. نتايج همچنين نشان داد که پوشش نانو کامپوزيتي عمليات حرارتي شده داراي بالاترين ضريب اصطکاک مي باشد. کلمات کليدي: تيتانيوم خالص تجاري،الکترولس Ni-P-Al 2 O 3 ، پوشش نانو کامپوزيتي،مقاومت به سايش.