مشخصه‌یابی پوشش نانوساختار DLC، ایجادشده به روش PACVD روی استکانی فولادی و ارزیابی رفتار سایشی آن

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، واحد تهران غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 عضو هیئت‌علمی، گروه مهندسی مکانیک، واحد تهران غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

3 عضو هیئت‌علمی، گروه مهندسی مکانیک، واحد تهران غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

doi
10.22034/ijme.2024.459472.1964
چکیده

پوشش‌های کربن الماس­گون (DLC) به دلیل ویژگی‌های بی‌نظیرشان، اخیراً در قطعات مربوط به موتور خودروها، به خصوص در قطعات استکانی (یکی از اجزای اصلی موتور احتراقی) محبوبیت زیادی پیدا کرده‌اند. اصلی‌ترین هدف از استفاده‌ی این پوشش‌ها، افزایش چسبندگی آن‌ها به سطوح فلزی است تا هم مقاومت در برابر سایش افزایش یابد و هم از فرسایش زدایی تریبولوژیکی جلوگیری کند. به منظور بهبود این خصوصیات، روش‌های متعددی برای رسوب‌گذاری DLC روی فلزات مورد استفاده قرار گرفته که یکی از آن‌ها، تکنیک رسوب‌گذاری بخار شیمیایی تقویت‌شده با پلاسما (PACVD) است. این روش، امکان کنترل دقیق بر روی ضخامت پوشش‌ها را فراهم می‌کند و در نتیجه، افزایش عمر قطعات و بهبود کارایی آن‌ها را به همراه دارد. مطالعه‌ی اخیر به جنبه‌های مختلف این تکنولوژی و تأثیر آن بر کاهش فرسایش، افزایش بازده موتورها و حل مسائل مرتبط با خوردگی سه‌گانه بر فولاد استکانی می‌پردازد. به عنوان مثال، مشخص شده که لایه‌هایی مانند Si، SiH، Cr و CrN می‌توانند سطح صاف و یکنواختی را فراهم کنند که این خود به بهبود چسبندگی پوشش‌های DLC کمک می‌کند. در مقابل، وجود لایه‌هایی مانند Ti و TiN ممکن است تأثیر منفی بر چسبندگی داشته باشند، زیرا این عناصر قویاً به یکدیگر متصل می‌شوند و مانع از ایجاد ارتباطات موثر بین پوشش DLC و فولاد می‌گردند. همچنین، الحاق عناصر غیرفلزی تقویت شده همچون Si، N و F به پوشش‌های DLC نیز می‌تواند عملکرد آن‌ها را در برابر سایش بهبود بخشد و در نتیجه عمر مفید قطعات را افزایش دهد. این نشان از پتانسیل بالای این فناوری‌ها در صنعت خودروسازی دارد که قطعاً در سال‌های آتی، بهینه‌سازی‌ها و پیشرفت‌های بیشتری در این زمینه مشاهده خواهد شد.