در راستای تحقیق و توسعه در حوزه پوشش دهی، پروژه‌های متعددی در این مسیر با همکاری شرکت نانو سیلیکون آتین و دانشکده مهندسی متالورژی و مواد – دانشکدگان فنی دانشگاه تهران انجام شده است که تعدادی از آن‌ها به شرح زیر است:
پروژه اول: بررسی خواص و تأثیرات پوشش TiAlN بر‌روی فولاد ابزار AISI D3 با استفاده از روش Arc-PV
در این پژوهش، پوشش سخت نیترید تیتانیوم-آلومینیوم (TiAlN) با استفاده از روش رسوب‌دهی فیزیکی بخار از نوع قوس کاتدی (Arc-PVD) بر روی فولاد ابزار AISI D3 ایجاد شد. بررسی‌ها نشان داد که این پوشش با دارا بودن سختی بالا، مقاومت مطلوب در برابر سایش و اکسیداسیون و چسبندگی قوی به زیرلایه، موجب بهبود قابل توجه کارایی ابزارهای برشی می‌شود. همچنین نتایج نشان دادند که استفاده از ساختار چندلایه Ti/TiN/TiAlN منجر به افزایش چسبندگی، مقاومت سایشی و بهبود رفتار خوردگی در مقایسه با نمونه‌های فاقد پوشش شد. به طور کلی، این نوع پوشش توانست نرخ سایش را تا یک مرتبه کاهش دهد و دوام سطحی فولاد را به شکل چشمگیری افزایش دهد.
برای مشاهده فایل کامل پروژه کلیک کنید.
پروژه دوم: ایجاد و ارزیابی خواص پوشش TiAlN روی زیرلایه تیتانیومی به روش PVD
در راستای این پروژه، به‌منظور ارتقای خواص تریبولوژیکی و دوام سطحی تیتانیوم تجاری، پوشش نیترید تیتانیوم–آلومینیوم (TiAlN) به روش رسوب‌دهی فیزیکی بخار (PVD) اعمال شد. برای دستیابی به ترکیب و ساختار بهینه، زمان‌های مختلف پوشش‌دهی، لایه‌های واسط گوناگون (Ti و TiN) و نسبت‌های متفاوت از عناصر هدف بررسی شدند. مطالعات میکروسکوپی نشان دادند که استفاده از لایه واسط TiN منجر به کاهش اندازه ماکروذرات و ایجاد ساختاری متراکم‌تر در پوشش می‌شود، در حالی‌که لایه واسط Ti بهترین عملکرد را در آزمون سایش با کمترین ضریب اصطکاک از خود نشان داد. نتایج آزمون پلاریزاسیون نیز بیانگر آن بود که پوشش دارای لایه واسط TiN بالاترین مقاومت به خوردگی را دارد. در مجموع، انتخاب صحیح نوع و زمان تشکیل لایه واسط نقش تعیین‌کننده‌ای در بهبود همزمان مقاومت سایشی و خوردگی زیرلایه تیتانیومی ایفا می‌کند.
برای مشاهده فایل کامل پروژه کلیک کنید.
پروژه سوم: استفاده از پوشش DLC به منظور بهبود ویژگی‌های فولاد ضدزنگ 316 به روش PVD
در این مطالعه، به‌منظور افزایش استحکام مکانیکی و مقاومت به خوردگی فولاد ضدزنگ 316، از پوشش کربن شبه‌الماسی (DLC) استفاده شد که به روش رسوب‌دهی فیزیکی بخار از نوع قوس کاتدی (Arc-PVD) ایجاد گردید. برای ارتقای چسبندگی، یک لایه میانی از تیتانیوم پیش از اعمال پوشش اصلی رسوب داده شد. نتایج میکروسکوپی نشان دادند که پوشش حاصل ساختاری یکنواخت و متراکم دارد و وجود لایه میانی تیتانیوم مانع گسترش ترک‌های مویرگی در سطح شده است. همچنین بررسی‌های EDS حضور مؤثر کربن و عناصر زیرلایه را تأیید کرده و آزمون‌های الکتروشیمیایی نشان دادند که پوشش DLC موجب افزایش پتانسیل خوردگی و کاهش جریان خوردگی شده است. در نتیجه، استفاده از این پوشش راهکاری مؤثر برای بهبود همزمان مقاومت به خوردگی و دوام مکانیکی فولاد 316 به شمار می‌آید.
برای مشاهده فایل کامل پروژه کلیک کنید.
پروژه چهارم: اصلاح سطح آلیاژ نیکل – تیتانیوم با استفاده از پوشش های چند لایه نیتریدی به روش رسوب دهی فیزیکی بخار
در این پژوهش، به‌منظور بهبود عملکرد سطحی آلیاژ نیکل–تیتانیوم، پوشش‌های نیتریدی مبتنی بر تیتانیوم با ساختارهای چندلایه متفاوت شامل Ti/TiN و Ti/TiN/TiAlN به روش رسوب‌دهی فیزیکی بخار با قوس کاتدی (CAE-PVD) ایجاد شدند. پس از بهینه‌سازی پارامترهای فرآیند، نمونه‌ها مورد ارزیابی‌های ساختاری و عملکردی قرار گرفتند. نتایج حاصل از آزمون‌های FE-SEM، EDS و XRD نشان داد که هر دو نوع پوشش، سطحی متراکم و یکنواخت با چسبندگی مناسب به زیرلایه تشکیل داده‌اند. لایه میانی تیتانیوم نقش مهمی در کاهش تنش‌های پسماند و جلوگیری از جدایش لایه‌ها ایفا کرد.
بر اساس آزمون‌های خوردگی الکتروشیمیایی (EIS و پلاریزاسیون)، هر دو پوشش موجب افزایش قابل توجه مقاومت به خوردگی در محیط شبیه‌سازی‌شده زیستی (PBS) شدند. پوشش Ti/TiN دانسیته جریان خوردگی را تا حدود ۱۲ برابر و پوشش Ti/TiN/TiAlN تا ۲۸ برابر نسبت به نمونه بدون پوشش کاهش داد. این بهبود به دلیل تشکیل لایه‌های محافظ پایدار، از جمله Al₂O₃، و رفتار خودترمیمی سطحی مشاهده شد. به طور کلی، پوشش Ti/TiN/TiAlN بالاترین سختی سطح، بیشترین مقاومت انتقال بار و پایدارترین سد محافظ را ایجاد کرد و راهکاری مؤثر برای افزایش دوام و زیست‌سازگاری آلیاژ نیکل–تیتانیوم ارائه داد.
برای مشاهده فایل کامل پروژه کلیک کنید.
