بهبود چقرمگی شکست و مقاومت سایشی پوشش پلاسمایی اکسید کروم از طریق افزودن نانوذرات YSZ

در پژوهش حاضر، رفتار سایشی پوشش های Cr2O3-20YSZ (CZ) و Cr2O3 (C) ایجادشده به روش پاشش پلاسمایی اتمسفری (APS) بررسی شده است. بدین منظور در ابتدا نانوپودرهای اکسید کروم و YSZ پس از 5 ساعت آسیاکاری در آسیاب با انرژی بالا تولید شده و متعاقبا پاشش پلاسمایی مخلوط های پودری آگلومره بر سطح زیرلایه فولادی ضدزنگ 304L انجام گرفت. ارزیابی های ریزساختار این پوشش های سرامیکی از طریق پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی گسیل مغناطیسی (FE-SEM) و میکروسکوپ نوری انجام شد. خواص مکانیکی پوشش ها شامل سختی، استحکام چسبندگی و چقرمگی شکست به منظور توجیه رفتار سایشی پوشش ها ارزیابی گردید. آزمون سایش گلوله بر دیسک، با به کارگیری گلوله آلومینا و در دمای محیط انجام شد. افزودن نانوذرات YSZ به زمینه اکسیدکروم، از طریق مکانیزم استحاله زیرکونیا موجب افزایش چقرمگی شکست پوشش تولیدی گردید که البته کاهش جزیی در سختی پوشش را نیز به همراه داشت. نتایج آزمون سایش نشان داد که هر دو پوشش دارای ضریب اصطکاک در بازه مناسب 15/0-11/0 بودند. پوشش کامپوزیتی CZ در مقایسه با پوشش C مقاومت سایشی بالاتری نشان داد به گونه ای که کاهش وزن پوشش ها به ترتیب برابر با 11 و 31 میلی گرم به دست آمد. بررسی های صورت گرفته در شیار ناشی از سایش پوشش CZ نشان داد که نرخ سایش پایین تر این پوشش مربوط به چقرمگی بالاتر پوشش و در نتیجه پر شدن تخلخل های پوشش از طریق تغییر شکل پلاستیکی براده های سایش بود.