Skip to main content
SUPERVISOR
Kaivan Raissi,Fakhreddin Ashrafizadeh
کیوان رئیسی (استاد راهنما) سیدفخرالدین اشرفی زاده (استاد مشاور)
 
STUDENT
Ahmad Bahramian
احمد بهرامیان

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
بهبود مقاومت به خوردگی آلیاژ 7075 آلومینیوم هدف این پژوهش بود. بدین منظور، روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی به کار گرفته شد. فرایند پوشش دهی در الکترولیت سیلیکاتی با استفاده از منبع تغذیه جریان مستقیم و تحت کولن ثابت انجام شد. با استفاده از آزمون تفرق اشعه ایکس، پوشش‌ها فاز یابی گردیدند و از تصاویر میکروسکپی الکترونی روبشی برای ارزیابی مورفولوژی و ساختار آن‌ها استفاده شد. تحلیل نتایج نشان داد که اعمال این فرایند بر روی آلیاژ 7075 آلومینیوم سبب تشکیل پوششی از جنس اکسید آلومینیوم با فاز غالب ? می‌گردد که سطحی متخلخل دارد و حفراتی در ساختار آن پراکنده شده‌اند. رفتار خوردگی پوشش‌ها با استفاده از آزمون‌های الکتروشیمیایی پس از یک ساعت غوطه‌وری در محلول 1 مولار اسید سولفوریک ارزیابی شد. آزمون‌ پلاریزاسیون تافل، کاهش دو تا ده برابر چگالی جریان خوردگی و افزایش دو تا بیست و پنج برابر مقاومت انتقال بار را پس از پوشش‌دهی نشان داد. آزمون طیف سنجی الکتروشیمیایی آشکار ساخت که پوشش‌ها، سدی فیزیکی در برابر انتقال بار تشکیل می‌دهد و به واسطه ساختار غیر ستونیشان، نفوذ محلول خورنده را به داخل پوشش کند می‌کند. در ادامه ایجاد پوشش‌های کامپوزیتی با افزودن غلظت‌های مختلف نانوذرات اکسید تیتانیم به الکترولیت پوشش دهی بررسی شد. نتایج نشان داد که این نانوذرات، صرف نظر از غلظت آن در الکترولیت، در ساختار پوشش بدام افتاده و سبب کاهش تخلخل پوشش‌ها می‌گردد. نقشه عنصری حاصل از پوشش‌های کامپوزیتی آشکار ساخت که نانوذرات اکسید تیتانیم بیشتر در مناطق بالایی پوشش قرار گرفته‌اند. آزمایش تفرق اشعه ایکس حضور فاز آلومینای ? در ساختار پوشش‌های کامپوزیتی نشان داد. پوشش‌های کامپوزیتی به واسطه تخلخل کمترشان رفتار خوردگی و خواص مکانیکی برتری نسبت به پوشش‌های اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی داشتند. کلمات کلیدی: آلیاژ 7075 آلومینیوم، پوشش، اکسیداسیون الکترولیتی پلاسما، پوشش کامپوزیتی، خوردگی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی