بهینه‌سازی پارامترهای موثر بر خواص کاربردی پوشش تبدیلی کروماته (آلوداین) توسط روش سطح پاسخ

پوشش‌های تبدیلی کروماته با خواص ضد خوردگی به عنوان پوشش المان‌های خارجی سامانه‌های فضایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. سه خاصیت اصلی این پوشش‌ها که در کاربرد هوافضا موثر هستند عبارتند از: مقاومت دربرابر خوردگی، استحکام چسبندگی پوشش به زیرلایه و مقاومت دربرابر سایش. در این مطالعه پارامترهای موثر بر خواص مورد اشاره شامل دما، مقدار اصلاح‌کننده و مقدار تسریع‌کننده واکنش بررسی شد و به‌منظور بهینه‌سازی این پارامترها از روش سطح پاسخ (rsm) در نرم‌افزار minitab استفاده گردید. مقدار تشکیل‌دهنده، زمان واکنش و زمان ماندگاری برای همه نمونه‌ها ثابت در نظر گرفته شد. مقاومت در برابر خوردگی توسط آزمون محیط مه‌‌نمکی 0.5 درصد در مدت 336 ساعت، استحکام چسبندگی پوشش به زیرلایه توسط آزمون کندگی پوشش از زیرلایه (pull off) و مقاومت در برابر سایش توسط آزمون پین روی دیسک انجام شد. ماکزیمم مقدار خوردگی پوشش کروماته معادل 71.8 درصد سالم ماندن سطح با ترکیب 4g/lit اصلاح‌کننده، 1.8g/lit تسریع‌کننده و در دمای c° 45 حاصل شد. بیشترین مقدار تنش کندگی پوشش از سطح زیر لایه برابر با 1.2mpa در مقدار اصلاح‌کننده 4g/lit، تسریع‌کننده 1.8g/lit و دمای c° 35 حاصل شد. حداقل کاهش وزن در اثر سایش 0.2mg بود که برای پوشش با ترکیب اصلاح‌کننده 4g/lit، تسریع‌کننده 6g/lit و در دمای °c 35 به دست آمد. بنابراین با افزایش میزان تسریع کننده و دما ضخامت پوشش افزایش یافته که این افزایش تا حد بهینه باعث افزایش مقاومت سایشی و تنش کندگی شده اما با افزایش بیش از حد بهینه‌ی ضخامت، مقاومت سایشی و تنش کندگی کاهش می‌یابند.

optimization of the parameters affecting the applied properties of chromate conversion coating (allodine) by response surface method

chromate conversion coatings with anti-corrosion properties are used as coatings for external elements of space systems. the three main properties of these coatings that are effective in aerospace application are: corrosion resistance, adhesion strength of the coating to the substrate and abrasion resistance. in this paper, the parameters affecting these properties were investigated and in order to optimize these parameters, the response surface methodology (rsm) method was used in minitab program. variable parameters are temperature, amount of refiner and amount of accelerator. the amount of constituent material, reaction time and age time were considered constant for all samples. the corrosion resistance, adhesion strength of the coating to the substrate and abrasion resistance are determined by salt spray test in 0.5% saline medium for 336 hours, pull off test and pin on disk wear test, respectively. the maximum amount of corrosion resistance obtained for chromate coating which was 71.8% of the surface remind intact, with the combination of 4 g/lit refiner, 1.8 g/lit accelerator at 45 °c. the maximum amount of coating stress from the substrate surface was 1.2 mpa, which was obtained in the amount of 4 g/lit refiner, 1.8 g/lit accelerator and 35 °c temperature. the minimum weight loss due to abrasion was 0.2 mg, which was obtained for coating with the composition 4 g/lit refiner, 6 g/lit accelerator at 35 °c. therefore, by increasing the amount of accelerator and temperature, the thickness of the coating increased, and this increase to the optimum level increases the abrasion resistance and adhesion strength of the coating, but when the thickness increases beyond the optimum, the abrasion resistance and adhesion strength decrease.