بخشی از مقاله
چکیده
آلیاژهای پایه نیکل و کامپوزیتهای آن به دلیل برخورداری از پایداری و استحکام خوب در دماهای بالا، مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون، به عنوان سوپرآلیاژهای مهم در نظر گرفته میشوند که در ساخت قطعات داغ توربینهای گازی نظیر پره کاربرد دارند. در این تحقیق، نانوکامپوزیت گرادیانی Ni - 20Cr / ZrO2 - FGM - با درصدهای مختلف 11 - ZrO2، 15 و 19 درصد - توسط تفجوشی پلاسمای جرقه ای - SPS - تولید شد. تاثیر ذرات ZrO2 و گرادیانی بودن نمونهها روی مقاومت خوردگی کامپوزیت زمینه Ni -%20Cr ارزیابی گردید.
از طرفی برای بهبود ترشوندگی ذرات اکسید زیرکونیم، از اعمال پوشش فلزی نیکل با روش الکترولس روی سطح ذرات تقویتکننده استفاده شد که منجر به توزیع یکنواخت ذرات تقویت کننده در زمینه کامپوزیتی و کاهش عیوب متالورژی پودر گردید. ریزساختار و توزیع ذرات ZrO2 درکامپوزیت توسط SEM بررسی گردید. همچنین، نتایج نشان داد که با افزایش درصد نانواکسید زیرکونیم تا میزان 15 درصد وزنی مقاومت به خوردگی کامپوزیت بهبود می یابد. درحالی که مقاومت به خوردگی کامپوزیت هایی با درصد بیشتری از تقویتکننده به دلیل تشکیل آگلومره هایی از تقویتکنندههای اضافی و تشکیل حفرات، کاهش داشته است.
مقدمه
کامپوزیتهای پایه نیکل 1ODS برای کاربردهای دمای بالا به کار میروند. در این کامپوزیت، زمینه آلیاژ Cr Ni - 20 میباشد که با خواص مکانیکی خوب، مزایای مقاومت خوردگی و اکسیداسیون به عنوان یک سوپرآلیاژ مهم در نظر گرفته میشود که کاربرد آن در زمینههای مختلف مثل هوافضا، نیروی الکتریکی، متالورژی و ... است که به عنوان پوشش حفاظت حرارتی و قسمتهای دمای بالا مثل پره و دیگر قطعات در بخشهای داغ توربین گازی و ساخت المنتهای کوره الکتریکی استفاده میشود1]،.[2 حضور فاز سرامیکی به عنوان تقویتکننده موجب بهبود خواص این کامپوزیت میگردد.
یکی از عوامل کاهش عمر چنین قطعاتی، خوردگی میباشد. خوردگی عبارت است از واکنش سطح مواد - معمولا فلز - با محیط که نتیجه آن تخریب سطح فلز است. هنگام انجام خوردگی واکنشهای آندی و کاتدی روی سطح اتفاق میافتد. از آنجایی که این واکنشها با تبادل الکترون انجام میشود، میتواند باعث ایجاد اختلاف پتانسیل بین محیط و سطح فلز شود که اندازهگیری این پتانسیل - Ecorr - و شدت جریان آن - icorr - امکانپذیر است. در واقع منظور از بررسی و اندازهگیری مقدار خوردگی فلزات، اندازهگیری پتانسیل و جریان خوردگی میباشد.
انجام آزمایشات خوردگی به صورت طبیعی، نیازمند زمانهای طولانی میباشد. اما از آنجا که پاسخگویی به رفتار خوردگی باید به سرعت مورد بررسی قرار گیرد، با استفاده از روشهایی سرعت انجام واکنشهای خوردگی افزایش یافته تا رفتار ماده در محیط خورنده مورد بررسی قرار بگیرد. یکی از این روشها پلاریزاسیون اجباری نمونه است. پلاریزاسیون الکتروشیمیایی عبارت است از تغییرات پتانسیل الکترود ناشی از تغییر در جریان. منحنیهای پلاریزاسیون با شیوهها وشکلهای مختلف رسم میشوند. یکی از مرسومترین آنها قرار دادن پارامتر پتانسیل در محور عمودی و رسم آن به صورت لگاریتمی در محور افقی است.
تستهای پلاریزاسیون به چند دسته تقسیمبندی میشوند. یکی از این روشها، تست پلاریزاسیون پتانسیودینامیک است. این تست به منظور تعیین کمی و کیفی رفتار فلز در یک محلول خاص مورد استفاده قرار میگیرد و مانند اثر انگشت عمل میکند. اطلاعات زیادی را با استفاده از این روش میتوان بدست آورد، مانند شیب تافل واکنشهای آندی و کاتدی، بررسی رفتار ماده، تعیین نقطه شروع پلاریزاسیون غلظتی و... . در واقع با استفاده از تست پلاریزاسیون پتانسیودینامیک میتوان رفتار ماده را در محلول به سرعت شناخت و در پیش بینی رفتار ماده از آن کمک گرفت.[8]
