مهندسی متالورژی و مواد

مهندسی متالورژی و مواد

بررسی اثر پارامترهای زمان و دمای عملیات حرارتی آنیل اولیه بر ریزساختار و رفتار خوردگی پوشش‌های دی‌اکسید تیتانیم حاصل از آندایزینگ بر روی زیرلایه Ti-6Al-4V

نوع مقاله : علمی و پژوهشی

نویسندگان
دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
آلیاژ دو فازی Ti-6Al-4V به دلیل خواص مکانیکی مناسب و زیست‌سازگاری مطلوب، کاربرد گسترده‌ای در صنایع پیشرفته و تجهیزات پزشکی دارد؛ با این حال، پایداری الکتروشیمیایی لایه اکسیدی طبیعی آن در محیط‌های حاوی یون کلرید محدود است. در این پژوهش، اثر دما و زمان عملیات حرارتی آنیل اولیه بر ریزساختار زیرلایه، مورفولوژی پوشش‌های نانومتخلخل TiO2 حاصل از آندایزینگ و رفتار خوردگی آن‌ها بررسی شد. بدین منظور، نمونه‌ها در دماهای ۵۰۰، ۶۰۰ و ۷۰۰ درجه سانتی‌گراد و زمان‌های ۱، ۲ و ۳ ساعت تحت اتمسفر آرگون آنیل شدند. سپس، پوشش‌های آندی در الکترولیت پایه اتیلن‌گلیکول حاوی آمونیم فلوئورید (NH4F)، تحت ولتاژ ثابت ۳۰ ولت و به مدت ۹۰ دقیقه سنتز شدند. ریزساختار و مورفولوژی پوشش‌ها به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) و طیف‎سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS) و رفتار خوردگی آن‌ها با آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک در محلول 5/3 درصد وزنی NaCl ارزیابی شد. کمترین چگالی جریان خوردگی اندازه‌گیری‌شده در میان نمونه‌های بررسی‌شده در نمونه آنیل‌شده در 5۰۰ درجه سانتی‌گراد به مدت ۲ ساعت حاصل شد که کمترین Icorr و مثبت‌ترین Ecorr را نشان داد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Effect of Initial Annealing Time and Temperature on the Microstructure and Corrosion Behavior of Anodized TiO2 Coatings on Ti-6Al-4V

نویسندگان English

Atena Vaezifar
Fateme Nazari
Alireza Gholami Poshtahani
Hossein Aghajani
School of Metallurgy & Materials Engineering, Iran University of Science & Technology (IUST), Tehran, Iran
چکیده English

The dual-phase Ti-6Al-4V alloy is widely used in advanced industries and medical devices owing to its favorable mechanical properties and biocompatibility; however, the electrochemical stability of its naturally formed oxide layer is limited in chloride-containing environments. This study investigated the effects of pre-annealing temperature and duration on the substrate microstructure, the morphology of nanoporous TiO2 coatings produced by anodization, and their corrosion behavior. The specimens were annealed under an argon atmosphere at 500, 600, and 700 °C for 1, 2, and 3 h. Subsequently, anodic coatings were synthesized in an ethylene glycol-based electrolyte containing ammonium fluoride (NH4F) at a constant voltage of 30 V for 90 min. The microstructure and morphology of the coatings were characterized using scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), while their corrosion behavior was evaluated by potentiodynamic polarization in a 3.5 wt. % NaCl solution. Among the specimens investigated, the specimen annealed at 500 °C for 2 h exhibited the lowest measured corrosion current density (Icorr) and the most positive corrosion potential (Ecorr).

کلیدواژه‌ها English

Ti-6Al-4V alloy
Electrochemical anodization
Annealing heat treatment
TiO2 nanotube coatings
Corrosion resistance
Dual-phase microstructure
ارسال نظر در مورد این مقاله
نام را وارد کنید.
نشانی پست الکترونیکی را به درستی وارد کنید.
وابستگی سازمانی را به درستی وارد کنید.
توضیحات را وارد کنید (حداقل 50 حرف)
CAPTCHA Image
شناسه امنیتی را به درستی وارد کنید.