كاربرد روش سطح پاسخ در بهينه سازي تركيب شيميايي و سختي پوشش اكسيد آلومينيمي ايجاد شده به روش پلاسماي الكتروليتي

Application of the response surface method to optimize the chemical composition and hardness of the aluminum oxide coating created by the electrolytic plasma method

يكي از مهمترين روش هاي توليد مواد و پوشش هاي اكسيدي، اكسيداسيون به روش پلاسماي الكتروليتي (PEO) است. پوشش هاي ايجاد شده بر روي آلومينيم در روش PEO داراي دو آلتروپي α-Al2O3 و γ-Al2O3مي باشند كه پوشش هاي حاوي آلوتروپي α-Al2O3 داراي سختي و مقاومت به سايش بهتري هستند. بنابراين هدف اصلي تحقيق حاضر بهينه سازي آلوتروپي اكسيد آلومينيم در جهت افزايش مقدار α-Al2O3 در پوشش ايجاد شده به روش PEO است. در تحقيق حاضر از آلومينيم 1050 به عنوان فلز پايه و از موادي چون هيدراكسيد پتاسيم، پيروفسفات سديم و آلومينات سديم به عنوان موا تشكيل دهنده الكتروليت استفاده شده است. براي بهينه سازي داده ها از روش طراحي آزمايش RSM و به كمك نرم افزار Design Expert 7 استفاده شد كه مقدار هيدراكسيد پتاسيم، پيروفسفات سديم و آلومينات سديم متغير هاي مستقل تحقيق و سختي و نسبت بلندترين پيك آلوتروپي α-Al2O3 به بلندترين پيك آلوتروپي γ-Al2O3 متغير وابسته تحقيق هستند. نتايج تحقيق حاضر نشان ميدهد كه تركيب الكتروليت بهينه در جهت ايجاد بيشترين مقدار فاز α-Al2O3 داراي 9 2 گرم بر ليتر KOH، 15 /1 گرم بر ليتر پيروفسفات سديم و 34 /0 گرم بر ليتر آلومينات سديم است كه نسبت شدت پيك α-Al2O3 (در آزمون XRD) بر پيك γ-Al2O3 در حالت بهينه 622 /0 و مقدار سختي 1648 ويكرز مي باشد.

Electrolytic plasma oxidation (PEO) oxidation is one of the most important methods for oxidation of materials and coatings. The coatings based on aluminum in the PEO method have two α-Al2O3 and γ-Al2O3 altitudes, which have α-Al2O3 allotropic coatings that have better hardness and abrasion resistance. Therefore, the main objective of the present study is to optimize the alumina of aluminum oxide to increase the amount of α-Al2O3 in the coating produced by the PEO method. In the present study, aluminum 1050 is used as a base metal, and materials such as potassium hydroxide, sodium pyrophosphate, and sodium aluminate are used as electrolytes. To optimize the data, the RSM test design method was used with the Design Expert 7 software. The amount of potassium hydroxide, sodium pyrophosphate and sodium aluminate, independent variables of research and hardness, and the ratio of the highest peak allotropic α-Al2O3 to the highest peak γ- Al2O3 are dependent variables of the research. The results of this study show that the optimal electrolyte composition in order to produce the highest amount of α-Al2O3 phase is 2.9 g / L KOH, 1.15 g / L sodium Sodium pyrophosphate and 0.34 g / L Sodium Aluminate, which is the ratio of peak intensity α -Al2O3 (in the XRD test) on the γ-Al2O3 peak at an optimal level of 622 and a hardness of 1648 Hv.