عملکرد پوشش های زیرکونیای نانوکریستال/ آمورف تولید شده به روش رسوب الکتریکی در جلوگیری از خوردگی فولاد زنگ نزن
چکیده
درپژوهش حاضر، پوشش زیرکونیا(zro2) به روش رسوب دهی الکتریکی با جریان پالس بر روی زیر لایه فولاد زنگ نزن 316ال با آماده سازی سطح مکانیکی رسوب داده شد. فرایند پوشش دهی در دمای محیط و تحت چگالی جریان ma/cm27/1 انجام شد. جهت ارزیابی تاثیر دمای عملیات حرارتی بر عملکرد پوشش زیرکونیا، سه دمای 200،400و600 درجه سانتیگراد انتخاب شدند. بررسی مورفولوژی پوشش های عملیات حرارتی شده نشان داد که دمای400درجه سانتیگراد، منجربه ایجاد یک مورفولوژی همگن و یکنواخت می شود. به منظور بررسی رفتار خوردگی پوشش ها، آزمون پولاریزاسیون تافل در محیط nacl 5/3% انجام شد و مشخص کرد که دمای عملیات حرارتی پوشش و متعاقبا"مورفولوژی پوشش نقش تعیین کننده ای بر رفتار خوردگی آن دارد. پوشش عملیات حرارتی شده در دمای 400 درجه سانتیگراد کمترین نرخ خوردگی فولاد زمینه را ارائه کرد. هم چنین بررسی های آزمون امپدانس الکتروشیمیایی نیز حاکی از حضور رفتار واربورگ و مقاومت کامل در برابر حفره دار شدن فولاد زیرلایه بود، به طوریکه این پوشش می تواند به صورت یک سد فیزیکی در برابر خوردگی زیرلایه عمل کند. این امر به یکنواختی و همگنی پوشش پس از عملیات حرارتی در دمای 400 درجه سانتیگراد نسبت داده شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان داد که پوشش تولیدی پس از عملیات حرارتی در400 درجه سانتیگراد ترکیبی از فاز های آمورف وکریستالی بود که اندازه کریستالیت ها در حدود 10 نانومتر می باشد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری نیز نتایج مربوط به اندازه کریستالیت ها و ذرات را تایید نمود. با افزایش دمای عملیات حرارتی به 600 درجه سانتیگراد، هیچ گونه فاز جدیدی در الگوی پراش پرتو ایکس پوشش کلسینه شده مشاهده نشد و فقط فاز زیرکونیای تتراگونال کاملا کریستالی با اندازه کریستالیت های حدود 25 نانومتر نتیجه شد. بدین معنا که پوشش تولیدی از پایداری حرارتی خوبی برخوردار بوده و ساختار نانوبلوری آن حفظ می شود و همچنان به صورت تک فاز تتراگونال باقی می ماند. تحلیل پاسخ های مکانیکی به فرورفتگی با استفاده از نمودارهای بار- جابجایی (p-h) و با استفاده از رهیافت الیور و فار صورت پذیرفت. نتایج حاکی از افزایش خواص مکانیکی پوشش نظیر سختی و مدول الاستیک با افزایش دمای عملیات حرارتی پوشش ها بود. به طوریکه پس از عملیات حرارتی پوشش در دمای600 درجه سانتیگراد ماکزیمم سختی و مدول الاستیک حاصل شد.