رفتارسایش دمای بالا در پوشش های میکرو و نانوساختار پاشش پلاسمایی Cr2O3

جهت مقایسه پوشش های اکسید کروم، دو نوع پودر Cr2O3 با اندازه ذرات میکرونی و نانویی تهیه و از طریق فرآیند پاشش پلاسما در اتمسفرآزاد بر روی فولاد کم کربن پوشش داده شد. از پوشش نیکل- آلومینیم نیز بعنوان لایه پیوندی برای چسبندگی پوشش ها به زیرلایه استفاده شد. بررسی های ریز ساختاری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM) و فازشناسی توسط آنالیز پراش پرتوایکسXRD) (انجام شد. رفتارسایشی پوشش توسط آزمون گلوله روی دیسک با استفاده از گلوله آلومینا در دمای محیط، °C300 و ̊C 500 تحت بار 20 نیوتن بررسی شد.
یافته های آزمایشی نشان داد که هر دو پوشش از ساختار لایه ای شامل ذرات به طور کامل ذوب شده و نیمه ذوب شده تشکیل شده اند اما در پوشش نانوساختار نواحی نیمه ذوب شده بیشتری در حضور ذرات نانو وجود دارد که باعث افزایش تخلخل در این پوشش نسبت به پوشش میکروساختار شده است. ارزیابی تریبولوژیکی پوشش ها نشان داد که ضرایب اصطکاک در پوشش نانوساختار تا حدودی کمتر از پوشش میکروساختار Cr2O3 است. نرخ سایش پوشش ها نیز با افزایش دما کاهش یافت بنحوی که در دمای °C300 و°C 500 پوشش نانوساختار عملکرد بهتری داشت. بهبود مقاومت سایشی و کاهش ضریب اصطکاک در پوشش نانوساختار در هر سه دما را می توان به جهت حضور نانو ذرات، سختی بیشتر و همچنین تشکیل تریبو فیلم فشرده و چسبنده بر روی سطح پوشش مربوط دانست.