مروری بر بهبود ویژگی‌های عملکردی پوشرنگ‌های نانوساختار بر پایه فرایند اکسیداسیون الکترولیتی پلاسما بر آلیاژهای آلومینیوم با استفاده از نانوذرات رنگدانه‌های اکسیدی

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

1 گروه نانوفناوری رنگ- پژوهشگاه رنگ

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، دانشگاه تهران، تهران، ایران، صندوق‌پستی 4563-11155.

3 استاد و عضو هیات علمی، آزمایشگاه جنبه‌های مکانیکی خوردگی، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، دانشکدگان فنی دانشگاه تهران، دانشگاه

10.30509/jscw.2025.167602.1248

چکیده

هدف از این مقاله مروری، بررسی کاربرد نانوذرات رنگدانه‌ اکسیدی در پوشش‌های اکسیداسیون الکترولیتی پلاسما (PEO) برای بهبود مقاومت به خوردگی در آلیاژهای فلزی، به‌ویژه آلومینیوم و آلیاژهای آن است. در این مقاله، تأثیر نانوذرات رنگدانه مختلف از جمله V₂O₅، TiO₂، ZnO، Fe₂O₃ و MoS₂ که به عنوان افزودنی به الکترولیت‌های PEO معرفی شده‌اند، بررسی می‌شود. نتایج پژوهش‌های انجام‌شده نشان می‌دهد که افزودن این نانوذرات رنگدانه‌ به الکترولیت‌های PEO موجب کاهش تخلخل پوشش‌ها، افزایش سختی و بهبود مقاومت به خوردگی و مقاومت به سایش می‌شود. به‌طور خاص، نانوذرات رنگدانه‌ مانند V₂O₅ و TiO₂ با افزایش فازهای مقاوم مانندα-Al₂O₃ در پوشش‌ها، مقاومت به خوردگی و پایداری الکتروشیمیایی را به‌طور چشمگیری بهبود می‌دهند. علاوه بر این، ZnO و Fe₂O₃ با کاهش تخلخل و افزایش فشردگی پوشش، تأثیرات مثبتی در مقاومت به سایش و مقاومت به خوردگی در محیط‌های خورنده نشان می‌دهند. این مقاله همچنین به بررسی چالش‌ها و محدودیت‌ها در استفاده از نانوذرات رنگدانه‌ اکسیدی در فرآیند PEO می‌پردازد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A Review on the Enhancement of Functional Properties of Nanostructured Coatings on Aluminum Alloys via Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) Using Oxide Pigment Nanoparticles.

نویسندگان [English]

  • مهرناز قراگوزلو 1
  • Shadi Golestani bakhsh 2
  • Saeed Reza Allahkaram 3
1 Department of Nanomaterials and Nanocoatings, Institute for Color Science and Technology,
2 Master's student, Faculty of Metallurgical and Materials Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran, P.O. Box 11155-4563
3 School of Metallurgy and Materials Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

The aim of this review article is to examine the application of oxide nanoparticle pigments in plasma electrolytic oxidation (PEO) coatings for improving corrosion resistance in metallic alloys, especially aluminum and its alloys. This article investigates the effects of various oxide nanoparticle pigments, including V₂O₅, TiO₂, ZnO, Fe₂O₃, and MoS₂, which have been introduced as additives in PEO electrolytes. The results of conducted studies show that the addition of these nanoparticle pigments to PEO electrolytes leads to a reduction in coating porosity, an increase in hardness, and an improvement in both corrosion and wear resistance. Specifically, oxide nanoparticle pigments such as V₂O₅ and TiO₂ significantly enhance corrosion resistance and electrochemical stability by promoting the formation of resistant phases like α-Al₂O₃ in the coatings. Additionally, ZnO and Fe₂O₃, by reducing porosity and increasing coating density, show positive effects on wear resistance and corrosion resistance in corrosive environments. This article also discusses the challenges and limitations of using oxide nanoparticle pigments in the PEO process.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Plasma electrolytic oxidation
  • Aluminum alloys
  • Oxide pigment nanoparticles
  • Corrosion
  • Surface modification