مجله بین‌المللی انجمن آهن و فولاد ایران

مجله بین‌المللی انجمن آهن و فولاد ایران

بررسی مورفولوژیکی فیلم لایه نازک شبه کریستالی Al-Cu-Fe برروی آلیاژ Ti-6Al-4V

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
چکیده
در مطالعه حاضر از کندوپاش مگنترون برای رسوب پوشش شبه کریستال (QC) روی آلیاژ Ti-6Al-4V استفاده شد. پس از فرآیند کندوپاش، جریان پیوسته آرگون در دمای 700 درجه سانتی گراد به مدت دو ساعت برای بازپخت نمونه های پوشش داده شده با Al-Cu-Fe استفاده شد. ریزساختار و مورفولوژی پودرهای مخلوط و پوشش‌های QC Al-Cu-Fe با استفاده از آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و پراش اشعه ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفت. مخلوط پودر Al62.5Cu25Fe12.5 به عنوان هدف فرآیند کندوپاش مغناطیسی مورد استفاده قرار گرفت. رسوب لایه نازک Al-Cu-Fe روی سطح آلیاژ Ti-6Al-4V بدون ترک و ضخامت تقریباً 4000 نانومتر انجام شد. همانطور که توسط محاسبات نشان داده شده است، پنج شکل وجهی دارای اندازه نزدیک به 643 نانومتر بودند. الگوهای XRD وجود فازهای Al3Fe، AlTi2 و Al65Cu20Fe15 را پس از پوشش پس از عملیات حرارتی تأیید کردند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

 [1] Gupta M.K, Etri H.E, Korkmaz M.E, Ross NS, Krolczyk G.M, Gawlik J, et al. Tribological and surface morphological characteristics of titanium alloys: a reviewو Arch Civ Mech Eng. 2022; 22(72).
[2] Fatoba O, Akinlabi S, Akinlabi E, Gharehbaghi R, Microstructural analysis, micro-hardness and wear resistance properties of quasicrystalline Al–Cu–Fe coatings on Ti-6Al-4V alloy, Mater Res Express. 2018; 5(6): 066538.
[3] Litynska-Dobrzyńska L, Stan-Glowinska K, Wójcik A, Duraczyńska D, Serwicka E.M, Microstructure and catalytic activity of melt-spun Al-Cu-Fe ribbons, Mater Sci Forum. 2020; 985: 109–14.
[4] Mishra S, Yadav T, Singh S, Singh A, Shaz M, Mukhopadhyay N, et al. Evolution of porous structure on Al–Cu–Fe quasicrystalline alloy surface and its catalytic  activities, J Alloys Compd. 2020; 834: 155–62.
[5] Parsamehr H, Chen T.S, Wang D.S, Leu M.S, Han I, Xi Z, et al. Thermal spray coating of Al-Cu-Fe quasicrystals: Dynamic observations and surface properties, Materialia. 2019; 8: 100432.
[6] Mora J, García P, Muelas R, Agüero A, Hard quasicrystalline coatings deposited by HVOF thermal spray to reduce ice accretion in aero-structures components, Coatings. 2020; 10(3): 290.
[7] Shaĭtura D, Enaleeva A.J, Fabrication of quasicrystalline coatings: a review, Crystallogr Rep. 2007; 52(6).
[8] Widjaja E.J, Marks L.J, In situ studies of magnetron sputtered Al–Cu–Fe–Cr quasicrystalline thin films, Thin Solid Films. 2002; 420: 295–9.
[9] Parsamehr H, Lu Y.J, Lin T.Y, Tsai A.P, Lai C.H, In-situ observation of local atomic structure of Al-Cu-Fe quasicrystal formation, Sci Rep. 2019; 9(1): 1245. [10] Parsamehr H, Yang C.L, Liu W.T, Chen S.W, Chang S.Y, Chen L.J, et al. Direct observation of growth and stability of Al-Cu-Fe quasicrystal thin films, Acta Mater. 2019; 174: 1–8.
[11] Parsamehr H, Chang S.Y, Lai C.H, Mechanical and surface properties of aluminum-copper-iron quasicrystal thin films, J Alloys Compd. 2018; 732: 952–7.
[12] Widjaja E.J, Marks L.D, Microstructural evolution in Al–Cu–Fe quasicrystalline thin films, Thin Solid Films. 2003; 441(1–2): 63–71.
[13] Olsson S, Eriksson F, Birch J, Hultman L, Formation of α-approximant and quasicrystalline Al–Cu–Fe thin films, Thin Solid Films. 2012; 526: 74–80.
[14] Ryabtsev S, Polonskyi V, Sukhova OV. Structure and corrosion of quasicrystalline cast alloys and Al–Cu– Fe film coatings, Mater Sci. 2020; 56(2): 263–72.
[15] Haidara F, Duployer B, Mangelinck D, Record MC. In-situ investigation of the icosahedral Al–Cu–Fe phase formation in thin films, J Alloys Compd. 2012; 534: 47–51.
[16] Lee K, Chen Y, Dai W, Naugle D, Liang H, Design of quasicrystal alloys with favorable tribological performance given microstructure and mechanical properties, Mater Des. 2020; 193: 108735.
[17] Wolf W, Kube S.A, Sohn S, Xie Y, Cha J.J, Scanley B.E, et al. Formation and stability of complex metallic phases including quasicrystals explored through combinatorial methods. Sci Rep. 2019; 9(1): 1–11.
[18] Jamshidi Rodbari R, Agostinho Jamshi L.C.L, Evolution of the phases of quasicrystalline alloys icosahedral/ decagonal Al62.2Cu25.3Fe12.5/Al65Ni15Co20 and oxidative behavior, J Chilean Chem Soc. 2018; 63(2): 3928–33.
[19] Ryabtsev S, Sukhova O, Ion-plasma deposition of thin quasicrystalline Al-Cu-Fe and Al-Cu-Co films, Probl at Sci Technol. 2020; 126(2): 126–45.
[20] Ryabtsev S, Polonskyy V, Sukhova O, Effect of scandium on the structure and corrosion properties of vapor-deposited nanostructured quasicrystalline Al–Cu–  Fe films, Powder Metall Met Ceram. 2020; 58(9–10): 567–75.
[21] Kameoka S, Tanabe T, Satoh F, Terauchi M, Tsai A.P, Activation of Al–Cu–Fe quasicrystalline surface: Fabrication of a fine nanocomposite layer with high catalytic performance, Sci Technol Adv Mater. 2014; 15(1).
[22] Polishchuk S, Ustinov A, Telychko V, Merstallinger A, Mozdzen G, Melnichenko T, Fabrication of thick, crackfree quasicrystalline Al–Cu–Fe coatings by electron-beam deposition, Surf Coat Technol. 2016; 291: 406–12.
[23] Wang X, Guan R, Misra R, Wang Y, Li H, Shang Y, The mechanistic contribution of nanosized Al3Fe phase on the mechanical properties of Al-Fe alloy, Surf Coat Technol. 2018; 724: 452–60.
[24] Ryusei T, Toi I, Daigo I, Mitsutoshi A, Chieko T, Yoshinorim T, et al. Structural, magnetic, transport, and thermoelectric properties of the pseudobrookite AlTi2O5- Ti 3O5 system. Phys Rev Mater. 2020; 4.
[25] Thi-Thu L, Pistidda J.P, Design of a nanometric AlTi additive for MgB2-based reactive hydride composites with superior kinetic properties, J Phys Chem C. 2018; 122(14).