پ۲۸۷۹۵
per
بررسی تأثیر پارامترهای موثر بر مورفولوژی، ریزسختی و مقاومت به خوردگی پوشش‌های کامپوزیتی Ni-Co-Si3N4 حاصل از رسوب دهی پالس معکوس
رضا نجفی
مکانیک
۱۴۰۱
۶۵ص.
سی دی
کارشناسی ارشد
مهندسی مواد گرایش شناسایی، انتخاب و ساخت مواد مهندسی
۱۴۰۱/۱۱/۱۹
پوشش‌های نیکل یکی از پوشش‌های فلزی مرسوم هستند که کاربرد وسیعی در صنایع مختلف دارند. در چند دهه اخیر،برای غلبه بر محدودیت‌های پوشش‌های فلزی و به منظور افزایش سختی، مقاومت به سایش و خوردگی آن‌ها تولید پوشش‌های کامپوزیتی حاوی ذرات سرامیکی در زمینه فلزی با روش لایه نشانی الکتروشیمیایی مورد توجه محققان قرارگرفته است. پوشش آلیاژیNi-Coحاصل از آبکاری الکتریکی به دلیل مقاومت سایشی و خوردگی خوب، سختی و استحکام کششی بالا ،هدایت حرارتی مناسب و خاصیت مغناطیسی عالی در صنایع پیشرفته مانند صنعت اتومبیل¬سازی و صنعت هوافضا کاربرد دارد. در بین ذرات تقویت‌کننده ، Si3N4 به دلیل سختی بالا حدود 1200-800 ویکرز، مقاومت به اکسیداسیون داغ، اصطکاک کم و مقاومت به سایش بالا، مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش با استفاده از فرآیند آبکاری الکتریکی پالس معکوس، پوشش نانوکامپوزیتی Ni- Co - Si3N4 بر زیر لایه‌ی فولادی در دمای ثابت حدود 40 درجه سانتیگراد، با غلظت ذرات مختلف 5، 10 و 15 گرم بر لیتر و چگالی جریان¬های متفاوت از 2، 4 و 6 آمپر بر دسی متر مربع اعمال خواهد¬شد، تا شرایط بهینه بدست آمده و پوششی با بهترین خواص مانند مقاومت به سایش و خوردگی مناسب ایجاد گردد. به منظور دستیابی و تعیین شرایط بهینه، بررسی¬های فازی و مورفولوژی بوسیله XRD و SEM، میکروسختی و خوردگی به روش امپدانس انجام خواهد شد.نتایج حاصل از پژوهش نشان داد که در آبکاری پوشش‌های نیکل - کبالت به روش پالسی معکوس، تشکیل ساختارهای کولونی کروی شکل روی سطح پوشش غیرقابل اجتناب است که با تغییر مقدار جریان می-توان ساختارهای هرمی نیز ایجاد نمود. میکروسختی پوشش نیکل – کبالت با ورود نانو ذرات نیترید سیلیکون به آن در حد بهینه g/l 5 در چگالی جریان A/dm2 4 از حدود HV 400 به HV600 افزایش یافت. آزمون XRD از پوشش‌های ایجاد شده نشان داد که در حالت عادی پوشش¬ها به صورت کریستالی ایجاد می¬شوند. آزمون EDS از سطح پوشش¬ها نشان داد که در سطح نمونه¬ها با افزایش مقدار غلظت نانوذرات در محلول، میزان کبالت جذب شده در سطح پوشش افزایش یافته و از سوی دیگر با افزایش چگالی جریان، به دلیل ایجاد شرایط رقابتی برای لایه نشانی، میزان رسوب نانوذرات Si3N4 با کاهش همراه است
Nickel coatings are common metal coatings that are widely used in various industries. In recent decades, in order to overcome the limitations of metal coatings and to increase their hardness, resistance to wear and corrosion, the production of composite coatings containing ceramic particles in the metal field with the electrochemical layering method has been the focus of researchers. Ni-Co alloy coating obtained from electroplating is used in advanced industries due to its good wear and corrosion resistance, high hardness and tensile strength, suitable thermal conductivity and excellent magnetic properties. Among the reinforcing particles, Si3N4 has received attention due to its high hardness of about 800-1200 Vickers, resistance to hot oxidation, low friction and high wear resistance. In this research, using the reverse pulse electroplating process, Ni-Co-Si3N4 nanocomposite coating on the steel substrate at a constant temperature of about 40 degrees Celsius, with different particle concentrations of 5, 10 and 15 grams per liter and different current densities of 2, 4 and 6 amperes per square meter will be applied, so that the optimal conditions are reached and the coating with the best properties is created. In order to achieve and determine the optimal conditions, phase and morphology studies will be done by XRD and SEM, microhardness and corrosion by impedance method.The results of the research showed that in the electroplating of nickel-cobalt coatings by the reverse pulse method, the formation of spherical colony structures on the surface of the coating is inevitable, and by changing the amount of current, pyramidal structures can also be created. The microhardness of the nickel-cobalt coating increased from about HV 400 to HV 600 with the inclusion of silicon nitride nanoparticles at the optimal level of 15 g/l at a current density of 4 A/dm2. The XRD test of the created coatings showed that the coatings are created in an amorphous form. The EDS test of the surface of the coatings showed that with the increase in the concentration of nanoparticles in the solution, the amount of cobalt absorbed on the surface of the coating increased, and on the other hand, with the increase in the current density, due to the creation of competitive conditions for the address layer, The deposition rate of Si3N4 nanoparticles is associated with a decrease.
Investigation of the effect of effective parameters on morphology, hardness and corrosion resistance of Ni-Co-Si3N4 composite coatings resulting from pulsed reversed electrical deposition
نجفی،
رضا
تهیه کننده
رسولی،
نکویی،
علی
خانعلی
استاد راهنما
استاد مشاور
تبریز
