ارائه کننده: آرین خدادوستان

استاد راهنما: دکتر علیرضا صبور روح اقدم

استاد راهنمای دوم: دکتر نسیم نایب پاشایی

استاد داور داخلی: دکتر سید محمد مهدی هادوی

استاد داور خارج از دانشگاه: دکتر کوروش جعفرزاده

نماینده تحصیلات تکمیلی: دکتر سید محمد مهدی هادوی

تاریخ: 1404/12/04

ساعت: 10:00 

مکان: دانشکده فنی و مهندسی، بلوک3، اتاق 813

چکیده:

این پژوهش با هدف بهبود خواص مکانیکی و مقاومت در برابر تخریب در دماهای بالا، به ساخت و مشخصه‌یابی پوشش‌های نانوکامپوزیتی آلیاژ آنتروپی بالای AlCoCrFeNi تقویت‌شده با نانوذرات اکسید ایتریم (Y₂O₃) و اکسید آلومینیوم (Al₂O₃) پرداخته است. بدین منظور، ابتدا پودرهای نانوکریستالی با استفاده از روش آلیاژسازی مکانیکی (MA) سنتز شدند و پارامترهای فرآیند شامل زمان، سرعت و نسبت گلوله به پودر بهینه‌سازی گردید. سپس، پودرهای بهینه به همراه درصدهای حجمی متفاوت (۱، ۲ و ۳ درصد) از نانوذرات اکسیدی (به صورت مجزا و همزمان) با بهره‌گیری از تکنیک تف‌جوشی پلاسمای جرقه‌ای (SPS) به عنوان پوشش بر روی زیرلایه هستلوی X اعمال شدند. بررسی‌های فازی و ریزساختاری با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM)  نشان داد که شرایط بهینه آلیاژسازی (۳۰ ساعت، ۳۰۰ دور بر دقیقه) منجر به تشکیل محلول جامد نانوساختار با فاز غالب BCC می‌شود. پوشش‌های تولید شده توسط فرآیند SPS دارای ساختاری متراکم، پیوسته و با حداقل تخلخل بودند. آنالیزهای دقیق عنصری با استفاده از تکنیک‌هایEDS، نقشه‌برداری نقطه‌ای و اسکن خطی انجام شد. بررسی پروفیل‌های غلظت و شدت عناصر در سطح مقطع پوشش‌ها، وجود نوسانات دوره‌ای در توزیع عناصر را نشان داد که بیانگر وقوع تجزیه اسپینودال و جدایش فازی به نواحی غنی از کرومـ آهن و آلومینیومـ نیکل در طی فرآیند تف‌جوشی است.

نتایج آزمون‌های سختی نشان داد که افزودن نانوذرات اکسیدی به دلیل مکانیسم‌های استحکام‌بخشی پراکندگی و ریزدانه کردن ساختار، سختی پوشش‌ها را به طور قابل‌توجهی افزایش می‌دهد؛ به‌طوری‌که نمونه حاوی ۳ درصد حجمی نانوذرات به طور همزمان (3AlY) با دستیابی به سختی ۵۴۶ ویکرز، بالاترین میزان سختی را در میان نمونه‌ها داشت. در ارزیابی‌های خوردگی داغ (در مخلوط نمک مذاب NaCl و Na₂SO₄‌ در دمای 900 درجه سانتی‌گراد به مدت ۱۰۰ ساعت)، پوشش‌ها عملکردی بسیار بهتری نسبت به زیرلایه و پوشش تجاری از خود نشان دادند. نمونه حاوی ۱ درصد نانوذرات به طور همزمان (1AlY) با کمترین میزان افزایش وزن معادلmg/cm² 63/14 بهترین مقاومت به خوردگی داغ را از خود نشان داد. مقاومت عالی در نمونه 1AlY به تشکیل لایه‌های اکسیدی محافظ و متراکم (آلومینا و کرومیا) و بهبود چسبندگی آن‌ها توسط نانوذرات ایتریم نسبت داده می‌شود که مانع از نفوذ گونه‌های خورنده (S) و (Cl) به درون پوشش شده‌اند.