بررسي تغيير خواص تريبولوژيكي آلومينيم 1100 آندايز شده در اثر رشد نانوسيم‌هاي NiP درون آن‌ها به‌روش رسوب الكتروشيميايي

Investigating the Change of Tribological Properties of Anodized Aluminum 1100 Due to the Growth of Nip Nanowires Inside them by Electrochemical Deposition Method

پوشش‌هاي حاصل از آندايزينگ در الكتروليت اسيد اگزاليك سختي مناسبي دارند اما، خواص اصطكاكي پاييني از خود نشان داده‌اند. در اين پژوهش با رشد دادن نانووايرهاي NiP در بستر متخلخل حاصل از آندايزينگ، تأثير آن‌ها بر خواص تريبولوژيكي پوشش مورد بررسي قرار داده شد. فرآيند آندايزينگ بر روي زيرلايه آلياژ آلومينيوم ۱۱۰۰ و در ولتاژ ۹۰ ولت و درون محلول الكتروليت اگزاليك اسيد صورت گرفت. در ادامه نانووايرهاي نيكل-فسفر با روش رسوب الكتروشيميايي در جريان پوشش دهي ۲۰ ميلي‌آمپر درون لايه آندايز رشد داده شدند. حضور اين مواد درون پوشش آندايزينگ منجر به افزايش سختي پوشش شد كه به دليل ماهيت مخلوط كريستالي-آمورف نانو مواد نيكل-فسفر توليدي بود. بررسي چسبندگي نمونه‌ها به كمك آزمون VDI نشان داد كه حضور اين نانووايرها چسبندگي لايه آندايز را به‌طور قابل‌توجهي بهبود مي‌دهند. بررسي رفتار اصطكاكي و سايشي نمونه‌ها نيز با آزمون پين بر ديسك صورت گرفت. به دليل افزايش قابليت تحمل بار و سختي و همچنين كاهش ضريب اصطكاك نتايج حاكي از خاصيت روانكاري خوب همراه با افزايش 70 درصدي مقاومت سايشي لايه آندايز در حضور نانووايرها بود.

The coatings obtained by anodizing in oxalic acid electrolyte have good hardness, but they have shown low friction properties. In this research, by growing NiP nanowires in the porous substrate obtained by anodizing, their effect on the tribological properties of the coating was investigated. The anodizing process was carried out on the substrate of aluminum alloy 1100 at a voltage of 90 volts and in electrolyte solution of oxalic acid. Next, nickel-phosphorus nanowires were grown by electrochemical deposition method in the coating current of 20 mA in the anodized layer. The presence of these materials in the anodizing coating led to an increase in the hardness of the coating, which was due to the nature of the crystalline-amorphous mixture of nickel-phosphorus nanomaterials. Examining the adhesion of the samples using the VDI test showed that the presence of these nanowires significantly improves the adhesion of the anodized layer. The friction and wear behavior of the samples was also investigated with the pin-on-disk test. Due to the increase in load bearing capacity and hardness as well as the reduction of the friction coefficient, the results indicated good lubrication properties along with a 70% increase in the wear resistance of the anodized layer in the presence of nanowires.