بررسي خواص ساختاري، چسبندگي و خوردگي نانو پوشش تيتانيم ايجاد شده توسط فرآيند پراكنش مگنتروني DC

Investigation of Structural, Adhesion and Corrosion Features of Created Titanium Nano Coating by DC Magnetron Sputtering Process

هدف اين تحقيق حاضر افزايش مقاومت خوردگي فولاد زنگ نزن 316L با اعمال نانو پوشش تيتانيم بر روي آن با استفاده از فرايند پراكنش مگنتروني (DC Magnetron Sputtering) DC است. به منظور، عمليات رسوب دهي در فشار گاز آرگون 2/4×10(-2) توان كاتدي 100W و مدت زمان 15 دقيقه انجام شد. سپس ضخامت پوشش تيتانيم با استفاده از دستگاه پروفيل سنج اندازه گيري و تركيب شيميايي آن توسط روش توزيع انرژي پرتو EDX) X) تعيين شد. همچنين مورفولوژي پوشش با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FESEM) و ساختار آن توسط روش پراش پرتو (XRD) Xبررسي شد. استحكام چسبندگي پوشش تيتانيم به زير لايه نيز با استفاده آزمون كيفي Heat & Quench و مقاومت به خوردگي آن توسط آزمون پلاريزاسيون پتانسيو ديناميك در محلول فيزيولوژيك SBF در درماي 37ºC مورد ارزيابي قرار گرفت.نتايج حاصل از اين آزمون ها نشان داد كه نانو پوشش تيتانيم ايجاد شده داراي ضخامت 219nm و اندازه دانه ميانگين 49nm بوده و باعث افزايش پتانسيل خوردگي فولاد زنگ نزن و كاهش دانسيته جريان آن مي شود كه در نتيجه سرعت خوردگي از 0/2036 به 0/1119mpy كاهش يافته و مقاوم به خوردگي آن بهبود مي يابد.

The aim of this study is to increase corrosion resistance 316L stainless steel with titanium nano coating by using DC magnetron sputtering process. To achieve this, deposition operation in 2.4×10-2 torr argon gas pressure, 100 W cathode power and duration time 15 minutes was set. The substrate temperature 300ºC and deposition time 15 minutes was considered. The thickness of the titanium coating measured by using the profilometer set up and it's chemical composition determined by energy dispersive X-ray technique (EDX). Also morphology of the coating by using field emission scanning electron microscopey (FESEM) and it's Structure by X-ray diffraction technique (XRD) were investigated. adhesion strength of the titanium coating to substrate by using heat & quench quality test and it's corrosion resistance of the coating by potentiodynamic polarization test in SBF physiological solution at 37ºC temperature were evaluated. The results of these tests showed that created titanium nano coating has thickness 219 nm, average grain size 49 nm and lead to increases the corrosion potential of stainless steel and the current density is reduced and resulted to the corrosion rate from 0.2036 to 0.1119 mpy and improve corrosion resistance.