ارزيابي خوردگي و خواص تريبولوژي پوشش‌هاي دولايه نيتريدي اعمال‌شده به‌واسطه نيتروژن‌دهي پلاسمايي و تبخير قوس كاتدي روي آلياژ Ti-6Al-4V

آلياژ Ti-۶Al-۴V، به‌علت داشتن مقاومت بالا نسبت به خوردگي، خواص مكانيكي مطلوب و زيست‌سازگاري عالي، به‌طور گسترده در صنايع پزشكي (ايمپلنت‌هاي ارتوپدي و دنداني)، نظامي و الكترونيكي استفاده مي‌شود. مشكل اصلي اين آلياژ خواص سايشي ضعيف، مقاومت خستگي كم و خواص تريبولوژي نامطلوب است. هدف از انجام اين پژوهش، ايجاد پوششي چسبنده و بهبود مقاومت به خوردگي و سايش آلياژ Ti-۶Al-۴V است. براي تحقق اين امر، اصلاح سطح نمونه‌ها توسط نيتروژن‌دهي در دو محيط پلاسماي الكتروليتي و اتمسفري انجام گرفت. در نهايت، لايه TiN با استفاده از روش تبخير قوس كاتدي روي نمونه‌هاي اصلاح‌شده در مرحله قبل اعمال شد. ريزساختار، ضخامت پوشش‌ها و مورفولوژي سطح با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (FESEM) مجهز به آشكارساز EDS بررسي شد. شناسايي فازهاي تشكيل‌شده در پوشش توسط پراش اشعه ايكس خراشان (GIXRD) مورد بررسي قرار گرفت. مقاومت به خوردگي، توسط آزمون‌هاي پلاريزاسيون تافلي و امپدانس الكتروشيميايي مورد مطالعه قرار گرفت. بررسي مقاومت سايشي و ضريب اصطكاك پوشش‌ها توسط آزمون پين روي ديسك انجام شد. بررسي نتايج نشان داد كه با اعمال پوشش روي نمونه‌ها، مقاومت به خوردگي بهبود پيدا كرد و نمونه با پوشش دو لايه نيتريد پلاسمايي/نيتريد تيتانيوم با دانسيته جريان خوردگي ۷۱۰ ×۱/۴۶آمپر بر سانتي‌متر مربع و پتانسيل خوردگي ۰/۳ولت داراي مقاومت به خوردگي بهتري در مقايسه با ساير پوشش‌هاست. از طرفي خواص سايشي نمونه‌ها با اعمال پوشش‌هاي دولايه بهبود يافت؛ به‌طوري كه براي هر دو نوع پوشش دولايه ايجادشده، پس از طي مسافت ۳متر كمترين كاهش ضخامت در حدود ۴ميكرومتر به‌دست آمد.