دکوراسیون به وسیله ی سرامیک ها
منبع:راسخون
مقدمه
کاربیدهای سخت دیرگداز، نیترید ها و اکسیدهای عناصر گروه های IV-VI از جدول تناوبی به خاطر داشتن ظاهر طلایی رنگ، مقاومت به خوردگی و سختی بالا ، مورد توجه هستند. در بین این ترکیبات، نیترید های تیتانیوم، زیرکونیوم و هافنیوم(به ترتیب با فرمول های TiN، ZrN و HfN) و تیتانیوم مونوکسید( TiO) دارای ظاهری طلایی رنگ هستند. از آنجایی که TiN دارای دانسیته ی کم و به نسبت ارزان قیمت تر است، به عنوان یک سرامیک در دکوراسیون بدنه های زینتر شده ی ضد خش و ایجاد پوشش های شبه طلایی مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده از سایر ترکیبات طلایی رنگ مانند آلیاژهای زینتر شده بر پایه ی TaC، TaN، HfC و HfN برای دکوراسیون دستی مناسب نیستند زیرا قیمت آن ها بالاست و همچنین دانسیته ی آن ها بالا و میزان درجه ی تیرگی رنگ طلایی آنها ضعیف است. به عبارت دیگر TiO مانند TiN دارای مزیت های لازم جهت دکوراسیون سرامیک هاست، اما این ماده به طور عمومی در دسترس نمی باشد زیرا فازی نیمه پایدار و ترد است. از این رو ما به این دو ترکیب( TiN و TiO) به عنوان سرامیک های مورد استفاده در دکوراسیون معطوف می شویم.ویژگی های فیزیکی تیتانیوم نیترید و تیتانیوم مونوکسید
تیتانیوم نیترید
تیتانیوم مونوکسید با فرمولپدیده ی جالبی وجود دارد که در آن میان حلالیت نیتروژن و سختی، رابطه وجود دارد. در این رابطه که در مورد جاهای خالی اتمی است، سختی
ویژگی های فیزیکی TiN در جدول 1 آورده شده است. با در نظر گرفتن تفاوت الکترونگاتیویته ی تیتانیوم و نیتروژن، TiN ترکیبی است که 58% کوالانسی و 42% یونی است. به هر حال از آنجایی که این ماده دارای رسانایی الکتریکی است( مشابه سیلیسیم)، در برخی اندازه گیری ها نشان داده شده است که این ماده، ماده ای با پیوند الکتریکی است. ویژگی های حرارتی TiN از ویژگی های عناصر فلزی نمونه وار متفاوت است. رسانایی گرمایی به طور قابل ملاحظه ای به نسبت مولی نیتروژن به تیتانیوم( N/Ti) و دما بستگی دارد. این رسانایی با افزایش این نسبت و دما، افزایش می یابد. رسانایی در دمای اتاق این ماده مقداری میان پیوندهای فلزی و کوالانسی است. مکانیزم مشارکت کننده در رسانایی گرمایی این ماده عمدتا از طریق نوسان شبکه ای حاصل می شود( این نوع رسانایی، رسانایی فونونی نامیده می شود). این رسانایی بوسیله ی مشارکت تفرق الکترونی با دما رابطه ای توان دو پیدا می کند. رسانایی گرمایی فوق العاده ی TiN در دمای بالا یکی از پارامترهای مهم برای کاربردهایی است که در آنها نیاز به مقاومت در برابر حرارت می باشد( مانند ابزارهای برش).
مقاومت به خوردگی TiN می تواند با استفاده از نمودارهای پلاریزاسیون آندی، تعیین شود. نتایج حاصل از این پلاریزاسیون بدنه ی زینتر شده ی
ویژگی های فیزیکی TiO در جدول 1 آورده شده است. تیتانیوم مونوکسید در دماهای زیر 1263K دارای گستره ی وسیعی از ترکیبات از
کاربردها
ما سرامیک های طلایی رنگ مورد استفاده در دکوراسیون را به دو گروه طبقه بندی کردیم. این دو گروه عبارتند از بدنه های سرامیکی زینتر شده و سرامیک های پوشش داده شده.بدنه های زینتر شده
قابلیت زینترشوندگی TiN و TiO در زینترینگ مایع تحت خلأ از مشکلاتی رنج می برد. در واقع در زینترینگ TiN امکان تجزیه ی TiN و در زینترینگ TiO امکان احیای TiO وجود دارد. برای بهبود قابلیت زینترشوندگی ضعیف این دو ترکیب، TiO و کاربیدهای دوتایی از گروه Va از جدول تناوبی مانند (V,Ta)C به TiN اضافه می شود. در شکل 2 می توانید دیاگرام ایزوترمال سیستم Ti-N-O را ببینید. سختی ترکیبات زینترشده یما نشان می دهیم که ماسوره های سرامیکی طلایی رنگ که برای ماهیگیری مورد استفاده قرار می گیرند، به عنوان بخش های دکوراسیون شده ی هستند که از این تکنولوژی بهره مندند. یک میلیون از این ماسوره ها در طی 10 سال گذشته در سرتاسر دنیا مورد استفاده قرار گرفته اند. مقاومت در برابر سرخوردگی نخ های ماهیگیری باعث ساییده شدن شیار ماسوره می شود( شکل 4). ماسوره های تولید شده از Ti(N,O) دارای مقاومت به سرخوردگی فوق العاده بالاتری نسبت به موادی همچون سیلیسیوم نیترید، سیلیسیم کاربید و آلومینا هستند. این مسئله به دلیل ویژگی روانکاری استثنایی TiN و نخ در طی سرخوردن است.
Ti(N,O) همچنین به عنوان اسپک های طلایی رنگ در کفش های گلف مورد استفاده قرار می گیرد. در این مورد از استفاده، تافنس با افزودن مقدار اندکی بایندر نیکلی افزایش می یابد.
سرامیک های پوشش داده شده
سرامیک های دکوراسیونی پوشش داده شده با TiN در ساعت های مچی مورد استفاده قرار می گیرند. علت استفاده از این مواد این است که آنها سبک، ضد خش، مقاوم در برابر خوردگی هستند و دارای رنگی طلایی هستند. اگر چه فروش کالاهای لوکس نیازمند زمان است، میلیون ها قطعه از این ساعت ها در سال تولید می شود و این نشاندهنده ی متداول بودن این نوع از پوشش هاست. کاربیدهای سمنته شده و آلیاژهای Ni-Al-Cr به عنوان زیر لایه ی این پوشش ها انتخاب می شوند زیرا ویژگی های ضد خش بودن این زیرلایه ها نیز مناسب است. روش رسوب دهی شیمیایی از فاز بخار( CVD) و روش رسوب دهی فیزیکی از فاز بخار( PVD) در تولید این مواد مورد استفاده قرار می گیرند. با استفاده از روش اولی استحکام چسبندگی و سرعت تولید بیشتری حاصل می شود؛ در حالی که با استفاده از روش آخری برای تولید در مقیاس متوسط مناسبند و همچنین استحکام چسبندگی نیز در این روش ها کمتر از اولی است. محصولات تولید شده با روش اولی برخی اوقات دارای شدت رنگ طلایی میایل به سرخ هستند؛ این در حالی که محصولات تولید شده با روش دوم دارای رنگ طلایی کم رنگ هستند( به خاطر کمبود نیتروژن یعنی TiNx(x<1)) ).
/ج
{{Fullname}} {{Creationdate}}
{{Body}}