بررسی تجربی و عددی سایش در پوشش نانوساختار تیتانیوم نیتراید TiN بر پایه فولادی

سایش از جمله مکانیزم های مخربی است که می تواند عملکرد بسیاری از سیستم های صنعتی را تحت الشعاع قرار دهد. پوشش نیترید تیتانیوم (TiN) به دلیل داشتن خواص منحصر به فردی همچون مقاومت به حرارت و اکسیداسیون بالا و مقاومت زیاد به سایش، در بسیاری از قطعات صنعتی به منظور تقویت مقاومت به خوردگی، اکسیداسیون و سایش مورد استفاده قرار می گیرد. در کار حاضر پوشش نانوساختار TiN  با روش رسوب دهی فیزیکی بخار روی پایه ای فولادی نشانده شده است. خواص پوشش با استفاده از آزمون نانوفروبرش به دست آمده است و آزمون سایش پین روی دیسک روی سه نمونه متفاوت در بارگذاری و سرعت های مختلف انجام شده است که در نتیجه آن، نمونه با ضخامت پوشش بالاتر، مقاومت به سایش بالاتری را از خود نشان می دهد.  فرآیند سایش به دلیل ماهیت غیرقابل بازگشت آن باعث افزایش آنتروپی سیستم  می شود. در  قسمت تحلیلی کار حاضر با استفاده از دمای به دست آمده از روش المان محدود، ارتباط بین دما و نرخ سایش و همینطور نرخ تولید آنتروپی و نرخ سایش مطالعه شده است. مشاهده شد که پوشش با ضخامت بالاتر مقاومت به سایش بهتری نشان می دهد. در این پژوهش، ارتباط بین سایش و آنتروپی بررسی شده است که بتوان برای مواد مختلف با پیش بینی دما میزان سایش را نیز پیش بینی کرد. همچنین به کمک روش اجزای محدود، تغییرات دما با زمان در دو سطح با پوشش و بدون پوشش نیز پیش بینی شد. یکی از نوآوری های این تحقیق، در قابلیت ارتباط بین میزان سایش و حرارت تولید شده است.