رشد لايه هاي نانو كامپوزيتي تيتانيا-زير كونيا روي تيتانيم خالص به روش هيبريدي MAO/EPD و بررسي خواص آنها

Characterization of TiO2-ZrO2 nanocomposite layers grown on pure titanium through a MAO/EPD hybrid method

لايه هاي نانو كامپوزيتي TiO2 – ZrO2 با استفاده از روش هيبريدي اكسيداسيون ميكرو قوسي و رسوب گذاري الكتروفورتيك MAO/EPD روي تيتانيوم خالص تجاري براي اولين بار و طي يك مرحله بدون هيچگونه عمليات اضافي سنتز شدند. تكنيك هاي SEM و EDX و XRD و سختي سنجي براي مطالعه ارتباط بين پارامترهاي موثر در رشد لايه و شكل گيري ساختار و خواص شيميايي و مكانيكي لايه ها بكار گرفته شد و اثر زمان عمليات و غلظت نانو ذرات زير كونياي موجود در الكتروليت روي خواص پوشش تعيين شد. نتايج نشان داد با افزايش زمان عمليات و غلظت نانو ذرات زيركونيا در الكتروليت، ضخامت و سختي لايه هاي نانو كامپوزيتي حاصل افزايش پيدا مي كند. با انجام فرايند در شرايط بهينه مي توان سختي سطحي جسم پايه را از 200HV به حدود 720HV افزايش داد.

ZrO2-TiO2 nanocomposite layers were synthesized through a hybrid Micro-Arc Oxidation/ ElectroPhoretic Deposition (MAO/EPD) technique on commercial purity titanium in only one step where no supplementary treatment was required. SEM, EDX and XRD techniques and micro hardness measurements were employed to characterize synthesized layers and study correlations between structure and properties of the layers. Effects of the growth parameters including treatment time and concentration of zirconia nano-particles in the electrolyte on the layer properties were determined. Results showed that increase of the treatment time and concentration of zirconia nano-particles cause an increase in thickness and hardness of nanocomposite layers. At the optimized treatment condition the substrate surface hardness may be increase from 200 HV up to the 720 HV.