نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

• امین حسینی
• بنیامین یارمند
• علیرضا کلاهی

پژوهشکده نانو و مواد پیشرفته، پژوهشگاه مواد و انرژی، کرج، ایران

چکیده

پوشش­ های محافظ اکسید تیتانیم به روش اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی روی زیرلایه تیتانیم خالص تجاری در چگالی جریان A/cm² 15_/0 و الکترولیت حاوی g/L 15-5 پتاسیم فسفات برای مدت زمان s 600-120 ایجاد شدند. تاثیر زمان اکسیداسیون و غلظت الکترولیت روی مورفولوژی سطح، ضخامت، زبری، تخلخل نسبی، توزیع حفرات، ریزساختار و رفتار خوردگی مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسی تغییرات ولتاژ- زمان مشخص ساخت که افزایش غلظت الکترولیت تا g/L 15، سبب تسریع فرایند جرقه ­زنی شده و ولتاژ شکست را از V 593 به V 516 کاهش داده است. ارزیابی مورفولوژی سطحی نشان داد که حفرات سطحی در فواصل دورتری از یکدیگر ایجاد و برآمدگی ­های اطراف حفرات نمایان­تر شده است. با گذشت زمان پوشش­ دهی تا s 600 ضخامت و زبری سطح لایه اکسیدی افزایش یافت و با توجه به تخلخل 11%  سطح پوشش، مجموع تعداد حفرات با قطر بیش از µm 1 به 18% کل حفرات سطحی رسید. بررسی رفتار خوردگی مشخص ساخت که ضخامت µm 3_/0 2±_/8 و تراکم سطحی کم حفرات، مقاومت به خوردگی نمونه پوشش ­دهی شده در غلظت g/L 15 پتاسیم فسفات را تا  kΩ.cm²1670 افزایش داده است.

کلیدواژه‌ها

• اکسیداسیون الکترولیتی پلاسمایی
• تیتانیم
• پتاسیم فسفات

عنوان مقاله [English]

Evaluating the Properties of Protective Coating Prepared on Titanium Using Plasma Electrolytic Oxidation in Potassium Phosphate Electrolyte

نویسندگان [English]

• Amin Hoseini
• Benyamin Yarmand
• Alireza Kolahi

Nanoscience and Advanced Materials Institute, Materials and Energy Research Center, Karaj, Iran

چکیده [English]

Titanium oxide coatings were prepared on commercially pure titanium substrates using plasma electrolytic oxidation process under current density of 0.15 A/cm² in electrolyte containing 5-15 g/L potassium phosphate for period of 120-600 s. The effects of oxidation time and electrolyte concentration on surface morphology, thickness, roughness, relative porosity, pores size distribution, microstructure and corrosion behavior were evaluated. Investigation of voltage-time variations showed that increasing the electrolyte concentration up to 15 g/l caused an acceleration of microdischarge events and reduced the breakdown voltage from 593 V to 516 V. Morphological observations revealed that the pores were located at long distances and protuberances around the pores were more prominent. By increasing the oxidation time to 600 s, the thickness and roughness of the coatings increased, and due to the presence of 11% porosity of the coating surface, the total number of pores with diameters greater than 1 μm to 18% of the total surface pores reached. Investigation of the corrosion behavior revealed that the thickness of 8.2 ± 0.3 μm and low porosity, increased the corrosion resistance of the sample coated in the concentration of 15 g/L of potassium phosphate up to 1670 kΩ.cm².

کلیدواژه‌ها [English]

• Plasma electrolytic oxidation
• Titanium
• Potassium phosphate