طراحی و بررسی خواص ریزساختاری و مکانیکی پوشش نانوکامپوزیت مس/زیرکونیا به‌روش آبکاری الکتریکی پالس

در این مطالعه، پوشش نانوکامپوزیت cu/zro2 با افزودن نانوذرات zro2، در زمینه مس خالص به روش آبکاری پالس برروی زیرلایه فولاد زنگ‌نزن پوشش‌دهی شد. تاثیر ورود نانوذرات zro2 در 2 درصد حجمی، بر مشخصه‌یابی ریز ساختاری و رفتار مکانیکی زمینه مس مورد بررسی قرار گرفته‌است. نتایج نشان داد کامپوزیت‌سازی مس با نانوذرات zro2 نرخ پوشش‌دهی و ضخامت پوشش را از 26 به 16 میکرومتر کاهش داده‌است. از طرفی افزودن این نانوذرات منجر به تغییر مورفولوژی از یک سطح صاف به ساختار با موفولوژی گره‎‌ای یا گل کلمی شده‌است که این امر زبری سطح را از حدود 3.7 به 11.7 نانومتر افزایش داده‌است. بدلیل جوانه زنی دانه‌های جدید و همچنین جلوگیری از رشد دانه‌های جوانه زده شده توسط فاز دوم در اثر افزودن نانوذرات zro2 اندازه دانه از 76 به 35 نانومتر کاهش یافت. به‌منظور بررسی خواص مکانیکی از تست میکروسختی و نانوسختی سنجی استفاده شده‌است. نتایج نشان داد نانوسختی و مدول یانگ برای نمونه کامپوزیت به‌ترتیب 41% و 29% افزایش یافت.

design and investigation of microstructural and mechanical properties of cu/zro2 nanocomposite coating by pulse electroplating method

in this study, a cu/zro2 nanocomposite coating was applied to a stainless steel substrate by pulse electrodeposition, incorporating zro2 nanoparticles into a pure cu matrix. the effect of adding 2 vol.% zro2 nanoparticles on the microstructural characteristics and mechanical behavior of the cu matrix was investigated. the results showed that the composite formation of cu with zro2 nanoparticles reduced the deposition rate and thickness from 26 to 16 μm. additionally, the incorporation of these nanoparticles led to a change in morphology from a smooth surface to a nodular or cauliflower-like structure, increasing the surface roughness from approximately 3.7 to 11.7 nm. due to the nucleation of new grains and the inhibition of grain growth by the second phase of zro2 nanoparticles, the grain size was reduced from 76 to 35 nm. to examine the mechanical properties, microhardness and nanohardness tests were performed. the results showed that the nanohardness and young's modulus of the composite sample increased by 41% and 29%, respectively.