بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش با استفاده از روش رسوب شیمیایی بخار - CVD - پوشش MoS2 در دماهای 400، 500، 600 و 700 درجه سانتیگراد، روی زمینه فولادی اعمال شد. پوشش با استفاده ازEDX ، XRD، سختی سنج و زبری سنج، مشخصه یابی شد. . آزمون سایش لغزشی پین روی دیسک تحت بارهای اعمالی 5 نیوتن در سرعت 0/1 متر بر ثانیه در دمای محیط انجام گرفت .نتایج نشان داد که با تبخیر همزمان پودر گوگرد و تری اکسید مولیبدن - - MoO3 ،در محفظه CVD ، پوششی پیوسته و یکنواخت با ترکیبی از MoS2 و دیاکسید مولیبدن - MoO2 - ایجاد میشود. افزایش دمای زیرلایه باعث افزایش نسبت فاز MoS2 به MoO2 میگردد. اندازه دانه پوششهای ایجاد شده در شرایط مختلف رسوبدهی 50-120 نانومتر و ضخامت و سختی پوشش به ترتیب 17 میکرومتر و 260 - 480 ویکرز بود. مقدار ضریب اصطکاک 0/2-0/35 و سایش چسبان و تریبوشیمی مهمترین مکانیزم حاکم در سایش پوشش شناخته شد.
مقدمه
روانکاری فرایندی است که طی آن نیروهای اصطکاکی بین دو جسم جامد که نسبت به یکدیگر دارای حرکت هستند کاهش مییابد، درنتیجه از استهلاک ماده در سطح - سایش - و استهلاک انرژی - اصطکاک - جلوگیری میشود. دی سولفید مولیبدن یکی از پرکاربردترین روانکارهای جامد است که امروزه توسط روشهای مختلف، بر روی سطوح تحت سایش به عنوان مثال در مته ها و تیغه های برش فلزی و سرامیکی، اتومبیل، هوافضا و ... اعمال میشود.
ویژگیهای روانکاری ذاتی مربوط به فضای گسترده و نیروهای ضعیف واندروالسی پیوندی بین لایههای ساندویچی S-Mo-S و بار مثبت خالص روی سطح است که سبب گسترش دافعه الکترواستاتیکی می-شود.[2 ,1] روش رسوبگذاری شیمیایی بخار - CVD - یکی از روشهاینسبتاً رایج و گسترده در عرصه پوششدهی بشمار میرود. از مهم ترین مزایای این روش امکان پوششدهی یکنواخت قطعات پیچیده است. در این تحقیق، پوشش MoS2 توسط CVD بر روی زیرلایه فولادی اعمال شده و خواص پوشش و رفتار تریبولوژی آن مورد بررسی قرار گرفته است.
مواد و روش تحقیق
برای ایجاد پوشش قطعاتی به ابعاد 2mm×10mm×10 mm از فولاد زنگ نزن AISI316 با ترکیب شیمیایی %14 نیکل، %17 کروم، %2 منگنز، %17 سیلیسیم، %0/08 کربن و %50 آهن تهیه شد. سپس نمونهها با کاغذ سنباده SiC تا شماره 1200 پولیش و با دستگاه آلتراسونیک در محلول استون و متانول چربیگیری شد و در هوای داغ، خشک گردید. بهمنظور ایجاد پوشش MoS2 ، بوتههای سرامیکی حاوی پودرهای گوگرد و اکسید مولیبدن - MoO3 - به نسبت 7 به 1 و زیرلایه فولادی، هرکدام بهطور جداگانه در سه منطقه حرارتی مختلف درون کوره - مطابق شکل -1الف - قرار گرفت.
پوشش دهی مطابق نمودار -1 ب و روندنمای ارائهشده در شکل 2، در دماهای مختلف زیرلایه 400 - ، 500، 600 و 700 درجه سانتیگراد - انجام شد از میکروسکوپ الکترونی روبشی - SEM - و آنالیز تفکیک انرژی - EDX - جهت مطالعه مورفولوژی و ترکیب پوشش استفاده گردید. بهمنظور تعیین زبری سطوح زیرلایه و پوششها از دستگاه زبری سنج مدل Wiliam Haspon استفاده شد. ریزسختی سنجی ویکرز از سطح نمونهها توسط میکروهاردنس shimadzu تحت بار 50 گرم انجام گرفت. آزمون سایش لغزشی پین روی دیسک تحت بار اعمالی 5 نیوتن در سرعتهای ، 0/1 متر بر ثانیه و در شرایط خشک در رطوبت هوای 25 5 درصد و دمای ℃ 26 2 انجام گرفت. از SEM و آنالیز EDX جهت مطالعه سطوح سایش استفاده شد.
نتایج و بحث
شکل 3، تصویر SEM از سطح پوشش در دمای 400℃ را نشان میدهد. همانطور که مشاهده میشود پوشش ایجادشده منسجم، یکنواخت، پیوسته و عاری از تخلخل می باشد. زبری پوشش، 0/7 میکرومتر است؛ که در مقایسه با دیگر پوششهایCVD ، دارای زبری بالاتر است که علت آن، زمان زیاد فرایند رسوبدهی بهمنظور دستیابی به پوششی با ضخامت بالا توسط این روش میباشد .
