دراسة عن خصائص البنية المجهرية لثلاث تقنيات مختلفة لطلاء السطح على سبائك الألومنيوم 6082 ‑ T6
Title Study on Microstructure Characterisation of Three Different Surface Coating Techniques on 6082‑T6 Aluminum Alloy
الباحث الرئيس عصام ربيع ابراهيم محمود
التخصص: الهندسة الميكانيكية
التخصص الدقيق: هندسة المواد المتقدمة
المستخلص: الهدف من هذه الدراسة هو التحقيق في الهياكل الدقيقة التفصيلية لثلاث تقنيات مختلفة لطلاء السطح على سطح سبائك الألومنيوم 6082-T6 ، وهي الأكسدة بالتحليل الكهربائي للبلازما (PEO) ، والأنودة الصلبة (HA) ، وخزف بخاخ البلازما (PSC). تم ختم بعض طلاءات PEO بالسيليكات. تم إجراء تحقيقات البنية المجهرية باستخدام المجهر الضوئي ومجهر المسح الإلكتروني المجهز بمحلل EDX ومقياس حيود الأشعة السينية. تم تقييم الصلادة الدقيقة للمادة الأساسية والطبقة المطلية باستخدام Knoop indenter. ظهرت جميع الطبقات المطلية على شكل طبقتين مختلفتين. كان طلاء PSC هو الأكثر سمكًا يليه طلاء HA ثم PEO. كان لطلاء HA مظهر سطح غير منتظم ، ويحتوي على بعض الشقوق ويظهر على شكل هيكل غير متبلور. كان طلاء PSC فضفاضًا وله ارتباط ضعيف مع الركيزة. أظهر هيكل طلاء PSC هندسة رقائقية مكونة 14٪ α-Al2O3 و 86٪ γ-Al2O3. كما لوحظ وجود المسامية والفراغات. كانت طلاءات PEO موحدة وشاملة. تلتصق جيدًا بالركيزة المكونة من مراحل الألومينا (α و). كانت نسبة الألومينا إلى الألومينا 79: 31٪. كان لطلاء PEO المختوم بالسيليكات مسامية أقل بكثير خاصة في الطبقة الخارجية. أظهرت جميع الطلاءات صلابة أعلى من الركيزة. أظهر طلاء PEO أعلى صلابة مقارنة بالطلاءات الأخرى. تحسنت صلابة طلاء PEO حيث تم أخذ القراءات بعيدًا عن القاعدة. عرضت قيمة قصوى في الوسط ثم بدأت في الانخفاض. يحتوي طلاء PSC على أعلى قيمة خشونة يليه طلاء HA ثم طلاء PEO.
Abstract: The aim of this study was to investigate the detailed macro/microstructures of three different surface coating technologies on the 6082-T6 aluminum alloy surface, namely Plasma Electrolytic Oxidation (PEO), Hard Anodizing (HA), and Plasma Spray Ceramic (PSC). Some of the PEO coatings were sealed with silicates. The microstructure investigations were performed using optical microscope, scanning electron microscope equipped with EDX analyzer and X-ray diffractometer. The microhardness of the base material and the coated layer were evaluated using Knoop indenter. All the coated layers appeared as two different layers. The PSC coating was the thicker followed by HA then PEO coating. The HA coating had irregular surface appearance, contained some cracks and appeared as an amorphous structure. The PSC coating was loose and had a poor bond with the substrate. The structure of PSC coating exhibited a lamellar geometry configuring 14% α-Al2O3 and 86% γ-Al2O3. The presence of porosity and voids was also observed. The PEO coatings were uniform and comprehensive. It adhered quite well to the substrate consisting of alumina (α and γ) phases. The ratio of γ alumina to α alumina was 79:31%. The sealed PEO coating with silicate had much lower porosity especially in the outer layer. All the coatings exhibited higher hardness than the substrate. The PEO coating showed the highest hardness compared with other coatings. The hardness of the PEO coating improved as the readings were taken away from the base. It displayed a maximum value in the middle and then started to reduce. The PSC coating has the highest roughness value followed by HA and then PEO coatings.