ارزيابي خواص پوشش‏هاي پاشش سرد شده مس با استفاده از آناليز حرارتي

DSC Analysis of Cold-Sprayed Copper Coatings

در اين تحقيق پوشش‏هاي مس با استفاده از فرآيند پاشش سرد، تحت شرايط مختلف تهيه شدند. ريز ساختار اين پوشش‏ها با استفاده از ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي بررسي شدند. علاوه بر اين، آناليزگرماسنج روبشي تفاضلي (DSC) و گرماوزن سنجي (TG) براي ارزيابي كيفيت پوشش بخصوص مقدار ناحيه متصل شده بين ذرات به كار رفت. نتايج ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشان داد كه پوشش‏هاي تهيه شده از پودرهاي الكتروليتي مرزهاي داخلي بيشتري داشته و در نتيجه در يك مقدار مشخص از كسر نواحي متصل شده، مقدار كلي نواحي متصل نشده در آن‏ها بيش‌تر است. نتايج DSC، واكنش‏هايي گرمازا در دماهاي مشخص نشان مي‏دهد كه با شرايط پاشش و برخي خصوصيات ريزساختاري مشاهده شده ارتباط دارد. بدين طريق كه نمونه‏هاي تهيه شده در فشار بالاتر، نواحي عدم اتصال كمتري دارند و اين قضيه توسط هر دو آناليز حرارتي (DSC و TGA) اثبات شده است. همچنين مشخص شده كه پودرهاي كروي نسبت به پودرهاي الكتروليتي پوشش‏هاي متراكم‏تري تشكيل مي‏دهند. بنابراين مي‏توان نتيجه‏گيري كرد كه آناليز حرارتي براي ارزيابي كيفيت پوشش و به خصوص تعيين مقدار نواحي متصل شده در پوشش‏هاي پاشش سرد قابل استفاده است.

In this study copper coatings were deposited by cold spraying, under different spraying conditions. Microstructure of the coatings was investigated by optical and scanning electron microscopy. Additionally, differential scanning calorimetry (DSC) and thermal gravimetric analysis were used to examine the quality of the coatings, especially with regards to the extent of the bonded area between the particles. As shown in SEM results, the electrolytic-powder exhibited a much higher population of internal boundaries, as compared to the spherical powder sample. This means that even for identical values of FBA for both types of sample, the electrolytic sample would contain a larger amount of non-bonded areas per unit volume. The results of DSC indicated exothermic reactions at certain temperatures that maybe related to spray conditions and microstructural properties. The samples sprayed at higher pressures, have lower non-bonded areas. TGA also has confirmed this result. Moreover, it can be concluded, the spherical powders cause more compact coatings. So, thermal analysis can be utilized reliably to examine the fraction of bonded areas in cold-sprayed deposits.