- Proces nieorganiczny w sypkiej temperaturze (HTIP) działający w temperaturze 400?50°C. Został on wybrany jako jeden z komercyjnych środków usuwania farby i jest stosowany na rynku wtórnym kół.
- Ciecz organiczna (ORGF), wolna od lotnych związków organicznych, niebezpiecznych substancji zanieczyszczających powietrze i środków trawiących, działająca w temperaturze 150?10°C. Została ona wybrana na jeden z najczęściej stosowanych na rynku OEM na całym świecie procesów.
Materiał i przygotowanie próbek
Materiałem mającym zastosowanie w trakcie niniejszego badania był odlew ze stopu aluminium A356. Stop A356 należy do hipoeutektycznych stopów Al-Si i ma szeroki zakres zastosowania w przemyśle motoryzacyjnym oraz lotniczym. A356 zawiera 0,7Si, 0,3 Mg, 0,2 Fe (maks.) i 0,10 Zn (maks.). Wykorzystano dwa różne źródła tego stopu: malowane na jasno koła z rynku OEM, pozyskane od lokalnego dealera Toyoty (część# 42611-33680) oraz niemalowanego panelu ACT pobranego z testowych paneli LLC (część# 32434).Aluminiowe koło z rynku OEM pocięto na części. Z każdej części farbę usuwano w zupełnie innym procesie. Z każdej z tych części wycięto mały płat, który po usunięciu farby posłużył do analizy powierzchniowej, jak pokazano na rysunku 1 (białe pola). Podczas procesu usuwania farby, z różnych przyczyn, powierzchnia aluminiowa może zostać narażona na działanie rozpuszczalników. Ze względu na grubość powłoki organicznej koła, może mieć szeroki zakres i/lub już przed usuwaniem mogą istnieć odsłonięte obszary, powszechną praktyką jest więc usuwanie farby z warstw organicznych kół wymagające różnych czasów usuwania. W zależności od stopnia złożoności procesu, pomiędzy środkami do usuwania farby i aluminium będą mogły zachodzić reakcje chemiczne i/lub fizyczne. Efekty tego procesu obserwowano na odsłoniętych, niemalowanych panelach aluminiowych ACT. Z tych właśnie paneli wycięto cztery kawałki materiału o wymiarach 2×2 cm2. Elementy te zostały wypolerowane do lustrzanego odbicia. W celach praktycznych panele te były identyfikowane jako "odsłonięte" po przetworzeniu podczas czterech różnych procesów badawczych.
Charakterystyka i testy wykonawcze
Powierzchnie i przekroje były badane przy pomocy skaningowego mikroskopu elektronowego z sondą skanującą emisję pola przy zastosowaniu katody SIGMA VP przedsiębiorstwa Carl Zeiss. Równolegle, przy pomocy mikroanalizy EDS, przy wykorzystaniu Apollo X - krzemowego detektora dryftowego (SDD) przedsiębiorstwa EDAX, odwzorowywane były elementy powierzchni. Odwzorowane zostały aluminium i krzem. W powiększeniu mniejszym niż przez FESEM, przy pomocy mikroskopu optycznego Microscope Solutions, badane były również przekroje. Topograficzne obrazy powierzchni otrzymano przy pomocy laserowego skanującego mikroskopu współogniskowego (LSCM), przy użyciu mikroskopu Olympus BX62 i mikroskopu sił atomowych (AFM) o wielkości 3100 z Veeco Digital Instruments w CASE Western University. Dane o mikro- i nanochropowatości otrzymane na te dwa sposoby zostały porównane z danymi o makrochropowatości mierzonej przy pomocy profilometru stykowego typu Suftest z przedsiębiorstwa Mitutoyo.Pomiary mikrostruktury zostały wykonane przy pomocy dyfraktometru rentgenowskiego D8 Discover z Bruker AXS z promieniowaniem CuK? stosując 0,04°. Wielkość krystalitów oszacowano za pomocą wzoru Scherrera przy pomocy następującego równania:
gdzie jest wielkością krystalitów; jest pełną szerokością przy połowie maksymalnego natężenia (odkształcenie połówkowe FWHM) w radianach, jest kątem Bragga, a długością fali promieniowania rentgenowskiego (CaK?= 1,54 ?). Szczyt poszerzenia zmierzono dla dwóch różnych wartości , odpowiadającym {3,1,1} i {2,2,2} rodzin płaszczyzn. Niejednorodne odkształcenia i efekty instrumentalne zostały pominięte, co oznacza, że otrzymane wartości będą wartościami jakościowymi, ale przydatnymi do porównywania procesów. Właściwości mechaniczne badano poprzez nanoidentację przy użyciu nanoindentera G200 z Agilent na Western Uniwersytet CASE (geometria ostrza Berkovicha). Do testowania wszystkich próbek znajdujących się w pobliżu miejsc o nanowytrzymałości wybrano test trwałości ze stałą siłą pomiaru (CSM). Maksymalna głębokość indentacji została ustalona na około 1 µm. Dla każdej próbki przygotowane zostały trzy punkty testowe. Zostały zmierzone moduły Younga i dane o wytrzymałości dla każdej próbki, na dwóch różnych zakresach głębokości wynoszących: w pobliżu powierzchni (100-200 nm) oraz w masie (900-1000 nm). Współczynnik Poissona dla próbek stopu aluminium został oszacowany na równy 0,32.
