فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

پوشش‌های آبگریز به دلیل کاربردهای گسترده در صنایع مختلف، مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته‌اند. در این پژوهش، از طراحی آزمایش به روش سطح پاسخ برای بررسی هم‌زمان اثر ولتاژ بایاس زیرلایه (35 تا 200 ولت) و فشار گاز نیتروژن (003/0 تا 017/0 تور) بر رفتار ترشوندگی و زبری پوشش CrN به روش تبخیر قوس کاتدی استفاده شد. زیرلایه‌های فولاد زنگ‌نزن 304 AISI با این روش پوشش‌دهی شدند و در هر آزمون، زاویه تماس با آب و زبری سطح (Ra) اندازه‌گیری شد و به نرم‌افزار Design Expert برای مدل‌سازی داده‌ها معرفی شد تا روابط کمّی بین فشار و ولتاژ بایاس با پاسخ‌های زاویه تماس و زبری به‌دست آید. تحلیل واریانس نشان داد هر دو عامل فشار و ولتاژ (به‌ویژه جمله‌های درجه دوم آن‌ها) بر زاویه تماس و زبری اثر معنادار دارند و پاسخ‌ها رفتاری غیرخطی نسبت به تغییر شرایط لایه‌نشانی نشان می‌دهند. بر اساس مدل، ناحیه‌ای در حوالی فشار تقریبی Torr 006/0 و ولتاژ بایاس حدود 95- ولت به‌عنوان شرایط بهینه پیش‌بینی شد. نمونه تهیه‌شده در این شرایط زاویه تماس با آب حدود 93 درجه و زبری در بازه 61 تا 99 نانومتر نشان داد. آزمون پراش پرتو ایکس (XRD) تشکیل فاز غالب CrN با ساختار FCC و حضور مقداری فاز Cr₂N را تأیید کرد و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی سطح مقطع، رشد یکنواخت و ضخامت μm 42/3 را نشان داد. نتایج بیان می‌کنند که تنها با تنظیم کنترل‌شده فشار نیتروژن و ولتاژ بایاس در این فرآیند می‌توان آب‌گریزی پوشش CrN را بدون نیاز به اصلاح سطحی بهبود داد.