saeid mersagh dezfuli
-
مطالعه ای درباره ی اثر پیش ماده ی هیدروکربنی بر ساختار پوشش کربن شبه الماس ایجادشده توسط فناوری رسوب دهی پرتو یونی
در پژوهش حاضر، پوشش کربن شبه الماس با دو پیش ماده ی هیدروکربنی متان (CH4) و استیلن (C2H2) توسط فرایند PVD-IBD اعمال شد. سپس، برای مطالعه ی اثر پیش ماده ی هیدروکربنی بر تحولات ساختاری و مکانیکی پوشش کربن شبه الماس از آنالیزهای طیف سنجی رامان و نانودندانه گذاری استفاده شد. از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و نیروی اتمی (AFM) برای بررسی ریخت شناسی و توپوگرافی سطح پوشش های ایجادشده استفاده شد. نتایج حاصل از آنالیز رامان نسبت ID/IG کوچک تر و FWHM (پهنا در نصف بیشینه ی قله ی G) بزرگ تری را برای پوشش کربن شبه الماس با پیش ماده ی هیدروکربنی استیلن نشان داد. تصاویر FESEM از مقطع پوشش های ایجادشده حاکی از بالاتر بودن نرخ رسوب گونه های کربنی توسط پیش ماده ی استیلن بود. نتایج حاصل از آنالیز AFM گویای کمتر بودن زبری سطح پوشش کربن شبه الماس حاصل از پیش ماده ی هیدروکربنی استیلن در مقایسه با متان بود. نتایج حاصل از آزمون نانودندانه گذاری نشان داد که پوشش کربن شبه الماس ایجادشده با منبع گازی استیلن (C2H2) دارای سختی (H) و مدول الاستیک (E) بالاتری هستند.
کلید واژگان: کربن شبه الماس, فرایند PVD-IBD, رامان, پیش ماده ی هیدروکربنیA Study on the Role of Hydrocarbon Precursor on Structure of Diamond-Like Carbon Coating Applied by Ion Beam Deposition TechnologyIn the present study, Diamond-Like Carbon (DLC) coating was applied using two hydrocarbon precursors, methane (CH4) and acetylene (C2H2) through the PVD-IBD process. Raman spectroscopy and nano-indentation analyses were conducted to study the effect of hydrocarbon precursor on the structural and mechanical properties of the DLC coatings. Additionally, Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) and Atomic Force Microscopy (AFM) were employed to investigate the surface morphology and topography of the created coatings. The results from Raman analysis revealed a smaller ID/IG ratio and a larger FWHM for the DLC coating synthesized with acetylene hydrocarbon precursor. Cross-sectional FESEM images of the resulting coatings demonstrated a higher deposition rate of carbonaceous species when using the acetylene precursor. Further, AFM analysis showed that the surface roughness of the DLC coating produced with acetylene hydrocarbon precursor was lower than that obtained with methane. Finally, nano-indentation testing indicated that the DLC coating created using acetylene gas source (C2H2) exhibited higher hardness (H) and elastic modulus (E).
Keywords: Diamond-Like Carbon, PVD-IBD Process, Raman, Hydrocarbon Precursor -
در این پژوهش، پوشش کربن شبه الماس با هدف ارزیابی و افزایش مقاومت به خوردگی فولاد زنگ نزن 316L در محلول شبیه ساز بدن (SBF)، توسط فرایند رسوب دهی پرتو یونی ایجاد گردید. سپس جهت مشخصه یابی ساختار و بررسی رفتار خوردگی پوشش کربن شبه الماس ایجاد شده از آزمون های رامان، میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (FESEM) و نیروی اتمی (AFM) و آزمون های الکتروشیمیایی استفاده گردید. نتایج حاصل از آنالیز رامان نشان از تشکیل پوشش کربنی با مشخصه های شبه الماسه با نسبت پایین ID/IG بود. مشاهدات FESEM و AFM از سطح پوشش کربن شبه الماس نشان دهنده تشکیل پوششی پیوسته و بدون ترک با ضخامت تقریبی 500 nm و زبری سطح 9 nm برروی سطح فولاد زنگ نزن 316L بود. نتایج آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، کاهش قابل توجه در چگالی جریان خوردگی (Icorr) فولاد 316L توسط پوشش کربن شبه الماس را نشان داد. همچنین نتایج بدست آمده از آزمون امپدانس الکتروشیمیایی نشان از بالا بودن مقاومت انتقال بار و افزایش مقاومت به خوردگی فولاد زنگ نزن 316L با ایجاد پوشش کربن شبه الماس بود.
کلید واژگان: کربن شبه الماس, فولاد 316L, محلول شبیه ساز بدن, رسوب دهی پرتو یونیIn this research, the diamond-like carbon coating was created by ion beam deposition with the aim of evaluating and increasing the corrosion resistance of 316L stainless steel in solution of simulated body fluid (SBF). Analyzes of the Raman Spectroscopy, field emission electron microscope (FESEM), atomic force (AFM) and electrochemical analyzes were used to characterize the structure and investigate the corrosion behavior of diamond-like carbon coating. The results of Raman analysis showed the formation of diamond-like carbon with a low ID/IG ratio. FESEM and AFM observations of the diamond-like carbon coating surface showed the formation of a continuous and crack-free coating with thickness of 500 nm and surface roughness of 9 nm on the surface of 316L stainless steel. The results of potentiodynamic polarization test showed a significant reduction in the corrosion current density (Icorr) of 316L steel by the diamond-like carbon coating. The results of electrochemical impedance test showed high load transfer resistance and increased corrosion resistance of 316L stainless steel by diamond-like carbon coating.
Keywords: Diamond Like Carbon, 316 L Steel, SBF Solution, Ion Beam Deposition -
انرژی یون کربن یک فاکتور کلیدی در تعیین مقدار پیوندهای sp3 در ساختار لایه کربن آمورف و ماهیت شبه الماسه است. در این پژوهش، تحولات ساختاری پوشش کربن شبه الماس بر اساس مکانیزم تشکیل پیوندsp3 متاثر از انرژی پرتو یون توسط فرایند لایه نشانی پرتو یونی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، جهت لایه نشانی پوشش ها، پارامتر انرژی پرتو یون در مقادیر 200، 300 و eV 400 در نظر گرفته شد. سپس جهت ارزیابی ساختار و ترکیب شیمیایی پوشش های ایجاد شده، از آنالیزهای طیف سنجی رامان و فوتوالکترون پرتو ایکس (XPS) استفاده شد. همچنین جهت تاثیر انرژی پرتو یون بر زبری سطح و ضخامت پوشش های اعمالی، از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) استفاده گردید. سختی و مدول الاستیک توسط آزمون نانوسختی سنجی اندازه گیری شد. مطابق نتایج آنالیز رامان، کمترین مقدار نسبت ID/IG در انرژی پرتو یون eV300 بدست آمد که برابر با 66/0 بود. نتایج حاصل از آنالیز XPS گویای کمترین مقدار پیوندهای sp2 در لایه کربن شبه الماس در انرژی پرتو یونیeV300 بود. همچنین نتایج آنالیز AFM، نشان داد که در انرژی پرتو یون eV300، زبری سطح پوشش کربن شبه الماس، کمترین مقدار را دارا است. با توجه به بیشترین مقدار پیوندهای sp3 در انرژی پرتو یونی
eV 300، پوشش کربن شبه الماس دارای بیشترین سختی و برابر با GPa 6/10بود.کلید واژگان: کربن شبه الماس, انرژی پرتو یون, پیوند sp3, رسوب گذاری پرتو یونیCarbon ion energy is a key factor in determining the amount of sp3 bonds in the structure of the amorphous carbon film and its like-diamond nature. In this study, the structural evolution of diamond-like carbon coating based on the mechanism of sp3 bond formation of amorphous carbon under the influence of the ion beam energy in the radio frequency ion-beam deposition process were investigated. For this purpose, the parameter of ion beam energy was 200, 300, and 400 eV for the deposition of DLC coatings. Raman and X-ray spectroscopy (XPS) analyzes were used to evaluate the structure and chemical composition of the coatings. Also, in order to determine the effect of ion beam energy on the surface roughness and thickness of the applied coatings, atomic force microscope (AFM) and field emission scanning electron microscope (FESEM) were used. Hardness and elastic modulus were measured by nanohardness test. According to the results of Raman analysis, the lowest value of ID/IG ratio was obtained in ion beam energy of 300 eV, which was equal to 0.66. The results of XPS analysis showed the lowest amount of sp2 bonds in the diamond-like carbon film at ion beam energy of 300 eV. Also, results of AFM analysis showed at ion beam energy of 300 eV, the surface roughness of diamond-like carbon coating has the lowest value. Due to the highest amount of sp3 bonds in the ion beam energy of 300 eV, the diamond-like carbon coating had the highest hardness and was equal to 10.6 GPa.
Keywords: Diamond Like Carbon, Ion Beam Energy, Ion Beam Deposition, Sp3 Bond -
دمای زیرلایه نقش مهمی در تحرک گونه های کربنی و سازوکار رشد و تشکیل لایه کربن آمورف با مشخصه شبه الماسه دارد. ساختار کربن آمورف تحت تاثیر دمای زیرلایه می تواند به سمت ساختار شبه الماسه و شبه گرافیته تغییر کند. از این رو در پژوهش حاضر، تغییرات ساختاری پوشش کربن شبه الماس با تغییر دمای زیرلایه توسط فرایند رسوب دهی پرتو یونی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، پارامتر دمای زیرلایه جهت لایه نشانی پوشش کربن شبه الماس، مقادیر 80، 110 و 140 درجه سلسیوس در نظر گرفته شد. جهت ارزیابی ساختار و ترکیب شیمیایی پوشش های ایجادشده تحت تاثیر دمای زیرلایه، از آنالیزهای طیف سنجی رامان و فوتوالکترون پرتوی ایکس (XPS) و برای ارزیابی ضخامت و زبری سطح پوشش های اعمالی، از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و نیروی اتمی (AFM) استفاده شد. مطابق با نتایج، کمترین مقدار زبری سطح پوشش کربن شبه الماس، در دمای زیرلایه 110 درجه سلسیوس مشاهده شد. همچنین کمترین مقدار ID/IG و بیشترین میزان پیوند sp3، در دمای زیرلایه 110 درجه سلسیوس بدست آمد.
کلید واژگان: رسوب دهی پرتو یونی, دمای زیرلایه, پیوند sp3, کربن شبه الماسThe substrate temperature plays an important role in the mobility of carbon species as well as the formation and growth mechanism of the amorphous carbon layers with diamond-like characteristics. The amorphous carbon structure can be transformed into the diamond- and graphite-like structure under the effect of substrate temperature. Given that, this study aimed to investigate the structural evolution of the diamond-like carbon coating followed by changing the substrate temperature through the radio frequency direct ion beam deposition. In this regard, the substrate temperature values were obtained as 80, 110, and 140 °C for the deposition of DLC coatings. Raman and X-Ray Spectroscopy (XPS) analyzes were done to evaluate the structure and chemical composition of the coatings. To further investigate the thickness and roughness of the applied coatings, Atomic Force Microscopy (AFM) and Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) were used. According to the results, the lowest roughness value of the diamond-like carbon coating surface was obtained at the substrate temperature of 110 °C. In addition, the lowest value of ID/IG and the highest amount of sp3 bonding were obtained at the same substrate temperature.
Keywords: Ion Beam Deposition, Substrate Temperature, Sp3 Bond, Diamond-Like Carbon -
در این پژوهش اثر ولتاژ بایاس بر تغییرات ساختاری لایه نازک کربن شبه الماس ایجاد شده توسط فرایند رسوب دهی پرتو یونی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، پارامتر ولتاژ بایاس در مقادیر V0، V50- ، V100- و V150- روی زیرلایه آلیاژ آلومینیوم AA5083 در نظر گرفته شد. جهت ارزیابی تغییرات ساختاری از طیف سنجی رامان استفاده شد. همچنین جهت تاثیر ولتاژ بایاس بر ضخامت و زبری سطح پوشش های اعمالی، از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) نیز استفاده گردید. سختی و مدول الاستیک توسط آزمون نانوسختی سنجی اندازه گیری شد. نتایج آنالیز رامان نشان دهنده بیش ترین میزان پیوندهای sp3 در لایه نازک کربن شبه الماس در ولتاژ بایاس V50- بود و با افزایش ولتاژ بایاس، مقدار پیوندهای sp3 کاهش پیدا کرد. نتایج آنالیز AFM گویای کم ترین میزان زبری سطح لایه (nm 10) در ولتاژ بایاس V50- بود. با توجه به این که میزان پیوندهای sp3 در ولتاژ بایاس V50- در حداکثر مقدار خود قرار داشت، سختی در این مقدار ولتاژ بایاس نیز نسبت به ولتاژهای دیگر بالاتر و برابر GPa 1/14بود.
کلید واژگان: کربن شبه الماس, ولتاژ بایاس, رسوب دهی پرتو یونی, آلیاژ آلومینیوم AA5083This study, investigates the effect of bias voltage on structural changes of diamond-like carbon thin film created by ion beam deposition is investigated. For this purpose, the bias voltage in the values of 0 V, -50 V, -100 V and -150 V on the AA5083 aluminum alloy was considered. Raman spectroscopy was used to evaluate structural. Influence of the bias voltage on the thickness and roughness of coatings by atomic force microscope (AFM) and field emission scanning electron microscope (FESEM) were investigates. Hardness and elastic modulus were measured by nanoindentation test. The results of Raman analysis showed the highest amount of sp3 bonds in the diamond-like carbon thin film at bias voltage of -50 Vs. results of AFM showed the lowest of surface roughness (10 nm) at bias voltage of -50 Vs. The hardness of diamond-like carbon thin film was 14.1 GPa at the bias voltage of -50 Vs.
Keywords: Diamond Like Carbon, Biase Voltage, ion beam deposition, AA5083 aluminum alloy -
در این پژوهش، اثر افزودن ایتریا و بنزوتریازول بر رفتار خوردگی و فعال سازی سازوکار خودترمیم شوندگی در پوشش های نانوساختار پایه آلومینا مورد بررسی قرار گرفت. پوشش های پایه سرامیکی تک جزئی آلومینا، دو جزئی آلومینا- ایتریا و سه جزئی آلومینا- ایتریا- بنزوتریازول جهت بهبود رفتار خوردگی فولاد St52 توسط فرایند سل- ژل برروی سطح فولاد St52 لایه نشانی شدند. سپس آنالیز فازی، مورفولوژی و توپوگرافی این پوشش ها به ترتیب توسط GIXRD،FE-SEM و AFMارزیابی شده است. هم چنین به منظور بررسی توزیع عناصر در پوشش های لایه نشانی شده از آنالیز EDS استفاده گردید. در نهایت، رفتار خوردگی پوشش های لایه نشانی شده و زیرلایه مورد بررسی، در زمان های غوطه وری 1، 48 و 96 ساعت در محلول 3.5wt.%NaCl توسط آزمون های طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و پلاریزاسیون پتانسیودینامیک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج GIXRD بیانگر آمورف بودن پوشش ها و عدم تشکیل ساختار بلوری بود. مشاهدات FE-SEM و AFM نشان دهنده بدون نقص بودن پوشش های دو جزئی آلومینا- ایتریا و سه جزئی آلومینا- ایتریا- بنزوتریازول در مقایسه با پوشش تک جزئی آلومینا بود.کلید واژگان: پوشش های پایه آلومینا, ایتریا, بنزوتریازول, رفتار خوردگی, سازوکار خودترمیم شوندگی, سل- ژلIn this study, the effect of yttria and benzotriazole doping on corrosion behavior and activation of self-healing mechanism in Alumina-based nanostructured coatings was investigated. Single-component Alumina, double-component Alumina-Ytteria, and triple-component Alumina-Ytteria-benzotriazole ceramic-based coatings have been layer-deposited over St52 steel surface by the sol-gel process in order to improve the abrasion and corrosion behaviour of this steel. Afterwards, phase analysis, morphology, and topography of these coatings have been carried out respectively by Grazing Incidence X-ray Diffraction (GIXRD), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM), and Atomic Force Microscopy (AFM). Moreover, in order to investigate elemental distribution in layer-deposited coatings, Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) was performed. Also, the corrosion behaviour of under-investigation coatings and substrate were studied using electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization for 1, 48, and 96 hours of immersion in 3.5wt%NaCl solution. GIXRD results revealed the amorphous nature of the coatings and the absence of formation of crystalline structure. AFM and FE-SEM observations revealed intactness of double-component Alumina-Ytteria and Alumina-Ytteria-benzotriazole coatings in comparison with single component Aluminacoating.Keywords: Alumina-based coatings, Yttria, Benzotriazole, Corrosion behavior, Self-healing mechanism, Sol-gel
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.