اثر رنگدانه بر جذب و گسیل اپتیکی و مقاومت سایش پوشش‌های آندایزینگ سیاه: مطالعه موردی آلیاژ آلومینیوم 7075

تولید پوشش‌های سیاه ایده‌آل با جذب و گسیل اپتیکی و نیز مقاومت سایش مناسب برای بسیاری از کاربردها نظیر کاربردهای فضایی دارای اهمیت بسیار است. یک روش مناسب برای تولید این پوشش‌ها، آندایزینگ آلیاژهای آلومینیوم و رنگ‌کاری پوشش‌های آندی تولید شده به کمک رنگدانه‌های آلی یا معدنی سیاه می‌باشد. لازم است اثر پارامترهای فرآیندی بررسی و بهینه شود تا جذب و گسیل اپتیکی و نیز مقاومت سایش پوشش‌ها حداکثر شود. این مهم در پژوهش حاضر انجام شده است و اثر پارامترهای فرآیندی و نوع رنگدانه مورد بررسی قرار گرفته است تا جذب و گسیل اپتیکی و نیز مقاومت سایش پوشش حداکثر شود. برای اولین بار تاثیر نوع رنگدانه بر جذب و گسیل اپتیکی و مقاومت سایش پوشش مورد بررسی قرار گرفت و بر خلاف انتظار مشاهده شد که انتخاب نوع رنگدانه اثر قابل توجهی بر خواص اپتیکی و مکانیکی پوشش‌ها دارد. همچنین مشاهده شد که در پوشش‌های آندی حاوی رنگدانه‌های معدنی، با افزایش زمان آندایزینگ از 15 دقیقه به 45 دقیقه، ضریب جذب اپتیکی پوشش از 0/85 به 0/95 و ضریب گسیل اپتیکی از 0/82 به 0/91 افزایش و کاهش وزن در اثر سایش در آزمون پین بر دیسک از 6 به 2 میلی‌گرم کاهش یافت. در مقابل، در پوشش‌های حاوی رنگدانه‌های آلی بهبود کوچکی مشاهده شد و علی‌رغم افزایش زمان آندایزینگ، تغییرات مقادیر ضریب جذب و گسیل اپتیکی و کاهش وزن در اثر سایش ناچیز بود.

the effect of pigment material on the optical absorbance, emittance, and wear resistance of black anodized coatings: a case study on 7075 aluminum alloy

producing ideal black coatings with optical absorption and emission followed by desirable wear resistance is crucial for various applications such as space applications. a suitable method for producing these coatings is anodizing aluminum alloys followed by black dying the produced anodic coatings using black organic or inorganic pigments. it is necessary to investigate and optimize the effect of the process parameters to maximize the optical absorption, emission, and the wear resistance of the coatings. these issues have been addressed in this research, and the influence of process parameters and type of pigment has been studied to maximize the absorptivity, emissivity, and the wear resistance of the coatings. for the first time, the effect of pigment on the absorptivity, emissivity, and wear resistance of the coatings was investigated. unexpectedly , it was observed that the type of pigment had a significant effect on the optical and mechanical properties of the coatings. it was also found that in the anodic coatings containing inorganic pigment, absorptivity increased from 0.85 to 0.95, the emissivity increased from 0.82 to 0.91, and weight loss value in pin‐on‐disk wear test decreased from 6 to 2 mg with increasing the anodizing time from 15 minutes to 45 minutes. in contrary, slight improvement was observed in the coatings containing organic pigments. despite increasing the anodizing time in the latter case, the absorptivity, emissivity, and the weight loss during wear test changed insignificantly.