پوشش دهي سراميكZrO2 با تكنولوژي پلاسماي الكتروليتي كاتدي بر روي تيتانيوم و بررسي خواص سايشي و خوردگي آن در محلول رينگر

Investigation of cathodic plasma electrolytic deposition of zirconia on Titanium and characterization of tribological and corrosion behavior of the surface layer

هدف از انجام اين تحقيق ايجاد پوشش سراميكي زيركونيا بر روي فلز تيتانيوم به روش پلاسماي الكتروليتي كاتدي به منظور بهبود خواص سطحي مي باشد. حمام الكتروليت با استفاده ازمحلول K2ZrF6(8g/Lit) درآب ساخته شد. بررسي ساختار و تركيب پوشش ايجاد شده به وسيله ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) و دستگاه تفرق اشعه ايكس(XRD) انجام گرديد كه نتايج حاكي از تشكيل سراميك زيركونيا بر روي فلز تيتانيوم بود. نتايج آزمايش خوردگي با روش ولتا متري سيكلي نشان داد كه اين تغيير تركيب در سطح تيتانيوم باعث بهبود خواص خوردگي مي شود. همچنين مقاومت به سايش و ضريب اصطكاك نمونه ها با استفاده از دستگاه پين روي صفحه مورد بررسي قرار گرفت. سختي و زبري نمونه ها نيز اندازه گيري شد. بررسي نتايج به دست آمده نشان داد كه تغيير مورفولوژي سطحي، باعث بهبود خواص سايشي و بالا رفتن سختي سطح مي گردد.

Cathodic plasma electrolytic deposition (CPED) technique was used to provide ZrO2 coating on titanium in K2ZrF6 electrolyte solution. This technique is traditionally based on the diffusional saturation of a metal surface by ionized species during high voltage electrolysis of suitable organic electrolytes. In the present study the surface layer chemical composition was analyzed by x-ray diffraction (XRD) and it was shown the formation of ZrO2 on the substrate. Scanning electron microscope (SEM) was used to observe the unique morphology of the surface layer. The corrosion resistance of the coated surface was investigated by electrochemical studies involving cyclic voltammetery method in Ringer’s solution. The treated sample showed a better pitting resistance. Pin on disk wear tests revealed that the friction coefficient of the coated sample is lower than the substrate. Also it was shown that hardness and roughness of the coated sample was increased after plasma electrolytic treatment.