اطلاعات اصطكاكي فيلم نازك چند لايه TiO2

Tribological properties of multilayer TiO2 thin film

فيلم هاي نازك TiO2 با استفاده از تكنيك سل-ژل روي سطح شيشه پوشش دهي و سپس فيلم هاي بدست آمده براي رشد كريستالها در دماي 500 درجه سانتيگراد قرار گرفتند. براي مشخص كردن عناصر طيف پراكنده كننده اشعه ايكس (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy, EDS) استفاده شد. اين آناليز نشان داد كه عناصر Ti و اكسيژن در فيلم وجود دارند. حضور عناصري چون Si و Na و Mg و Ca بخاطر حضور اين عناصر در پايه شيشه اي مي باشد. اندازه و نوع كريستالها نيز از آناليز تفرق اشعه ايكس (X-ray Diffraction, XRD) بدست آمدند. اين آناليز نشان مي دهد كه فقط كريستال هاي از نوع آناتاز در فيلم ها موجود مي باشد. براي مطالعه سطح فيلم قبل و بعد از سايش از ميكروسكوپ تونل زني (Scanning Tunneling Microscope, STM) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (Scanning Electron Microscope, SEM) استفاده شده است. فيلم هاي بدست آمده با استفاده از دستگاه تست كننده سايش و اصطكاك از نوع Pin on disk مورد آناليز اصطكاك قرار گرفتند. نتايج حاصل نشان داد كه فيلم هاي TiO2 داراي مقاومت به سايش بالايي مي باشند. علت احتمالي مقاومت فيلم هاي TiO2 رد مقابل سايش مقاومت در برابر تغيير شكل پلاستيكي و چسبندگي مناسب روي سطح شيشه مي باشد.

TiO2 thin film was grown on a glass substrate by sol–gel process followed by high temperature treatment at 500VC. TiO2 films demonstrated a very good wear resistance, endurance life and enhancing tribological characteristics. Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) was used to indicate elements that contain in the film. EDS result showed Ti, O elements that contain in the film and Ca, Mg, Na, Si elements that contain in glass substrate. X-ray Diffraction (XRD) analysis indicated that TiO2 films contain only anatase phase. The morphologies of the original and worn surfaces of the samples were analyzed by means of Scanning Tunneling Microscope (STM) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The tribological properties of TiO2 thin film sliding against the AISI-52100 steel pin were evaluated with a pin on disk system. The results indicate that TiO2 films are superior in reducing friction and resisting wear compared with that of glass substrate. SEM observation of worn surfaces indicates that the glass wear is characteristic of brittle fracture and severe abrasion. The superior friction reduction and wear resistance of multilayer TiO2 films are attributed to slight plastic deformation as well as good adhesion of the film to the substrate.