Abstract
Surface engineering of Al alloys by deposition of hydrophobic coatings using different techniques to improve the wear and corrosion resistance and self-cleaning properties has gained more attention in the last years. This study is an attempt to use thassos additives in modification of the electrolytes used in the micro-arc oxidation MAO process for the deposition of hard and super hydrophobic Al2O3 ceramic coatings on Al alloys for heavy load-bearing tribological and self-cleaning applications. Thassos rocks in different concentrations (1, 2, 3, 5 and 7 g/L) were used as modification components. Ceramic coatings of Al2O3 were deposited on Al alloy by using a homemade MAO unit with an applied voltage of (320-350) V, current of (0.1-0.3) A and a temperature of (15-25°C), and at different deposition times (10-45min). The coated surfaces were post-treated using fatty acids such as myristic acid (10g/L) and stearic acid (5g/L) for important self–cleaning properties. Various analytical techniques and tests were used to characterize the coatings such as scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), hardness, thickness, and angle of contact measurements and tests. The highest contact angle of 95.120° was achieved when using thassos (3g). This high contact angle indicates that the surfaces are highly hydrophobic, which means that they repel water effectively. The best result for the highest hardness value recorded was 975.9 HV when using thassos (7g) as additives. Results from this research will promote future works in surface engineering of Al alloys by MAO process using more environmentally friendly, readily available and require minimal process additions such as ceramic natural additions of thassos in the deposition of hard and hydrophobic ceramic coatings for wear resistance and self-cleaning applications.
Keywords
hydrophobic coating
MAO
natural rocks
Thas
Abstract
الهندسة السطحية لسبائك الألمنيوم عن طريق ترسيب الطلاءات الكارهة للماء باستخدام تقنيات مختلفة لتحسين مقاومة التآكل والبلا وخصائص التنظيف الذاتي قد اكتسبت المزيد من الاهتمام في السنوات الأخيرة. هذه الدراسة هي محاولة لاستخدام إضافات ثاسوس في تعديل الإلكتروليتات المستخدمة في عملية أكسدة القوس الصغير MAO لترسيب الطلاءات السيراميكية Al2O3 الصلبة والفائقة الكارهة للماء على سبائك الالمنيوم للتطبيقات التنظيف الذاتي ذات الأحمال الثقيلة. تم استخدام صخور الثاسوس بتراكيز مختلفة (1، 2، 3، 5، 7 غم/لتر) كمكونات تعديل. تم ترسيب الطلاءات السيراميكية Al2O3 على سبيكة Al باستخدام وحدة MAO محلية الصنع بجهد مطبق (320-350) فولت، تيار(0.1-0.3) أمبير ودرجة حرارة (15-25 درجة مئوية)، وفي درجات حرارة مختلفة. أوقات الترسيب (10-45 دقيقة). تمت معالجة الأسطح المطلية لاحقًا باستخدام الأحماض الدهنية مثل حمض الميريستيك (10 جم / لتر) وحمض دهني (5 جم / لتر) للحصول على خصائص تنظيف ذاتي مهمة. تم استخدام تقنيات واختبارات تحليلية مختلفة لتوصيف الطلاءات مثل المجهر الإلكتروني الماسح(SEM)، وحيود الأشعة السينية (XRD)، والصلابة، والسمك، وقياسات واختبارات زاوية التلامس. تم تحقيق أعلى زاوية اتصال تبلغ 95.120 درجة عند استخدام ثاسوس (3 جرام). تشير زاوية التلامس العالية هذه إلى أن الأسطح شديدة الكارهة للماء، مما يعني أنها تطرد الماء بشكل فعال. أفضل نتيجة لأعلى قيمة صلادة مسجلة كانت 975.9 HV عند استخدام الثاسوس (7 جم) كمضافات. ستعمل نتائج هذا البحث على تعزيز الأعمال المستقبلية في هندسة الأسطح لسبائك الألومنيوم من خلال عملية MAO باستخدام أكثر صديقة للبيئة ومتاحة بسهولة وتتطلب الحد الأدنى من إضافات العملية مثل الإضافات الطبيعية السيراميكية للثاسوس في ترسيب الطلاءات السيراميكية الصلبة والكارهة للماء لمقاومة التآكل وتطبيقات ذاتية التنظيف.
Keywords
الطلاء الكاره للماء، MAO، الصخور الطبيعية، رخ