تولید نانوپوشش‌های جایگزین پوشش‌های زیانبار صنایع هواوفضا

محققان مؤسسه‌ پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش، با استفاده از فناوری کندوپاش، پوشش‌های سرامیکی تهیه کرده‌اند که قابلیت جایگزینی با پوشش‌هایی از جنس کروم سخت را دارا باشد.

کد خبر: ۱۳۱۴۳۳

تاریخ: ۱۰ آبان ۱۳۹۵ - ۱۰:۰۶

به گزارش ایران اکونومیست؛ علیرغم خواص مناسب و صرفه‌ اقتصادی پوشش‌های کروم سخت، استفاده از آن‌ها در سال‌های اخیر به شدت تحت کنترل قرار گرفته است. علت اصلی این موضوع خطرات بالقوه‌ این پوشش و اثرات زیانبار روش‌های تهیه‌ آن بر سلامت انسان و محیط زیست است. به همین دلیل صنایع مختلف در سال‌های اخیر به دنبال یافتن جایگزینی مناسب برای این پوشش بوده‌اند.

دکتر سارا خمسه، عضو هیأت علمی مؤسسه‌ پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش در خصوص تلاش انجام شده در این طرح برای رفع این مشکل صنعتی عنوان کرد: موضوع کار تحقیقاتی حاضر، امکان‌سنجی جایگزینی لایه‌های نازک سرامیکی نیترید کروم (CrN) و نیترید کروم زیرکونیوم (CrZrN) با پوشش‌های کروم سخت بوده است. از آنجا که خواص مکانیکی مناسب و مقاومت اکسایش خوب از خصوصیات مهم مورد نیاز برای این پوشش‌هاست، در این تحقیق اثرات مقدار Zr بر ریزساختار و مقاومت اکسایش لایه‌های نازک سرامیکی مورد بررسی قرار گرفته است.

خمسه در ادامه به نتایج این تحقیقات اشاره کرد و افزود: نتایج مطالعه‌ حاضر نشان داده که اضافه کردن مقدار کمی از Zr باعث بهبود مقاومت اکسایش لایه‌های نازک سرامیکی، افزایش سختی و افزایش دمای اکسایش آن از 600 درجه‌ سانتیگراد به 800 درجه‌ سانتیگراد می‌شود. این در حالی است که در لایه‌های نازک CrZrN، با حضور مقادیر زیاد Zr، مقاومت اکسایش و سختی پوشش‌ها افت می‌کند.

محقق طرح تصریح کرد: این پوشش‌ها با مقاومت اکسایش بالا، قابلیت کاربرد به عنوان پوشش‌های سخت در دماهای بالا در صنایعی از جمله صنایع هوا و فضا و نفت و گاز را دارند.

به گفته‌ این محقق این پوشش‌ها به روش کندوپاش تهیه شده‌اند. ذکر این نکته ضروری است که با توجه به قابلیت دستگاه کندوپاش، امکان تهیه‌ پوشش‌های بسیار نازک با مقادیر کنترل شده از Zr فراهم می‌شود. لذا با کنترل ریزساختار این نانوپوشش‌ها خواص مکانیکی و مقاومت اکسایش بسیار خوب جهت کاربرد این پوشش‌ها در دمای بالا فراهم خواهد آمد.

خمسه یادآور شد: این پوشش‌ها در حال حاضر در مقیاس آزمایشگاهی تولید شده است، اما در صورت تکمیل مطالعات و دستیابی به تولید انبوه، استفاده از آن‌ها منجر به حذف اثرات زیانبار پوشش‌های کروم سخت بر محیط زیست و سلامتی انسان‌ها خواهد شد.

نتایج این تحقیقات که حاصل تلاش‌های دکتر سارا خمسه، عضو هیأت علمی مؤسسه‌ پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش و حسام الدین عراقی است، در مجله‌ Ceramics International منتشر شده است.