پژوهشگران دانشگاه تهران با استفاده از ساختارهای تغییر تدریجی، موفق به تولید پوشش‌های نانوساختاری با استحکام چسبندگی و مقاومت سایشی بالاتر شدند که این پوشش‌ها عمر قطعات در معرض سایش را افزایش داده و در صنایع مختلف دفاعی، هواپیماسازی و خودرو کاربرد دارد.

به گزارش پایگاه فراخوانهای علمی پژوهشی کشور (callforpapers.ir) پوشش‌های نانو ساختار «Ni-Co/SiC » به دلیل سختی و مقاومت سایشی بالا و همچنین عدم سمیت حمام‌های آبکاری در حال یافتن کاربردهای وسیع در صنایع مختلف هستند.

بررسی‌ها نشان می‌دهد که کاهش اندازه دانه از مقادیر میکرومتری به نانومتری اگرچه باعث افزایش شدید سختی، استحکام و مقاومت سایشی این پوشش‌ها می‌شود، اما استحکام چسبندگی پوشش را به مقدار قابل توجی کاهش می‌دهد.

راه حل بالقوه برای بهبود چسبندگی این پوشش‌ها استفاده از ساختارهای تغییر تدریجی است.

مهندس سیدمحمد لاری‌بقال، دانشجوی دکتری مهندسی مواد دانشگاه تهران، به عنوان یکی از محققان این طرح ایده اصلی این کار را استفاده از ساختارهای تغییر تدریجی می‌داند.

وی افزود: «هم‌اکنون پوشش‌های همگن Ni/SiC در داخل و خارج از کشور در صنایع مختلف برای بهبود رفتار سایشی قطعات فولادی، مسی، آلومینیومی و منیزیمی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

به گفته وی، پوشش‌های نانوکامپوزیتی Ni-Co/SiC اصلاح شده، پوشش‌های نانوکامپوزیتی Ni/SiC هستند که دارای مقاومت سایشی و خوردگی بالاتری هستند. به همین منظور مطالعه تولید و بررسی خواص این پوشش‌ها مدنظر قرار گرفت. بنابراین با توجه به رفتار سایشی بهتر پوشش‌های Ni-Co/SiC به نظر می‌رسد که این پوشش‌ها از قابلیت زیادی جهت تجاری شدن برخوردار باشد.

لاری‌بقال افزود: «در این بررسی‌ها جهت اعمال پوشش نانوساختار همگن و تغییر تدریجی Ni/SiC و Ni-Co/SiC بر روی زیرلایه آلومینیومی از فرآیند آبکاری پالسی استفاده شد. پوشش‌های نانوساختار Ni/SiC و Ni-Co/SiC با تغییر تدریجی همزمان اندازه دانه و درصد وزنی ذرات سرامیکی با موفقیت به‌وسیله‌ی افزایش تدریجی چگالی جریان آبکاری تولید شدند. در ادامه ساختار، خواص مکانیکی، استحکام چسبندگی و رفتار سایشی این پوشش‌ها مورد بررسی قرار گرفت.»

به گفته وی، در این تحقیق مشاهده شد که استفاده از ساختارهای تغییر تدریجی باعث بهبود قابل توجه استحکام چسبندگی و مقاوت سایشی این پوشش‌های به‌خصوص در بارهای سایشی بالا در مقایسه با پوشش‌های همگن می‌شود. همچنین پوشش‌های نانوساختار تغییر تدریجی Ni-Co/SiC رفتار سایشی بهتری را نسبت به پوشش‌های نانوساختار تغییر تدریجی Ni/SiC نشان دادند. این طرح برای بهبود مقاومت سایشی و همچنین خوردگی قطعات مختلف در صنایع شیمیایی، هواپیمایی، ساخت خودرو و…. قابل استفاده است.

این کار تحقیقاتی بخشی از پایان‌نامه دکتری مهندس لاری بقال بوده که زیر نظر اساتید راهنما دکتر محمود حیدرزاده‌سهی و دکتر احمد علی‌آماده از دانشگاه تهران انجام شده است.

نتایج این کار تحقیقاتی همچنین در مجله Surface and Coatings Technology (جلد 206، شماره 19-20، 25 ماهمی 2012) منتشر شده است.