عنوان

ایجاد پوشش های آلیاژی و کامپوزیتی نیکل-مولیبدن به روش آبکاری الکتریکی و ارزیابی خواص آنها

Country Code

IR

Number

۴۰۰۱پ

.Language of Text, Soundtrack etc

فارسی

Country of publication

IR

Title Proper

ایجاد پوشش های آلیاژی و کامپوزیتی نیکل-مولیبدن به روش آبکاری الکتریکی و ارزیابی خواص آنها

General Material Designation

[پایان‌نامه]

Parallel Title Proper

Study of electrodeposition and properties in Ni-Mo alloy and composite coatings

First Statement of Responsibility

/علی هفت برادران

Name of Publisher, Distributor, etc.

: مهندسی مواد

Date of Publication, Distribution, etc.

، ۱۳۹۸

Specific Material Designation and Extent of Item

۲۳۳ص.

Other Physical Details

:

Text of Note

زبان: فارسی

Text of Note

زبان چکیده: فارسی

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Text of Note

مصور، جدول، نمودار

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

مهندسی مواد و متالورژی- سطح و خوردگی

Date of degree

۱۳۹۸/۱۰/۰۱

Body granting the degree

صنعتی سهند

Text of Note

آلیاژهای نیکل مولیبدن بدلیل دارا بودن مقاومت به خوردگی و سایش خوب و نیز حفظ این خواص در دماهای بالا، مورد توجه می باشند .آنچه که در تحقیقات قبلی بیشتر به چشم می خورد اشاره به عدم امکان رسوب مولیبدن فلزی خالص است .لذا به منظور استفاده از خواص مولیبدن نظیر مقاومت به خوردگی و حرارت بالا، هم رسوبی القایی مولیبدن با نیکل پیشنهاد شده و مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است .در این تحقیق ابتدا امکان رسوب دهی الکتریکی پوشش مولیبدن خالص مورد بررسی قرار گرفت و به طور موفقیت آمیزی این پوشش تا ضخامت ۷ میکرومتر رسوب دهی شد .در حمام آبکاری مولیبدن نسبت مولی آب به یونهای سیترات و مولیبدات، پارامتر بسیار اثر گذاری می باشد .همچنین کاهش تلاطم حمام می تواند منجر به تشکیل لایه اکسیدی مولیبدن به جای پوشش مولیبدن در سطح زیر لایه شود .در ادامه تحقیقات، پوشش آلیاژی نیکل- مولیبدن در ساده ترین نوع الکترولیت حاوی یون های مولیبدات، نیکل و سیترات ها و بدون مواد افزودنی رسوب دهی شد .در این حمام نسبت یون نیکل به مولیبدن ۱۰ به ۱ و مقدار مولی سیترات بیشتر از مجموع مولی دو یون مذکور انتخاب شد .مطالعات نشان داد که امکان تشکیل پوشش آلیاژی نیکل- مولیبدن از طریق تشکیل ترکیبات و کمپلکس های واسطه و یا از طریق اکسیدهای مولیبدن/نیکل صورت می گیرد .حضور یون های سیترات در مقادیر معین اجتناب ناپذیر است و بدون آنها تشکیل پوشش نیکل- مولیبدن امکان پذیر نمی باشد .همچنین در این پژوهش حفظ مقدار مولیبدن در ۲۰ وزنی که به عنوان مقدار بهینه مولیبدن از منظر جمیع خواص معرفی می شود مورد توجه قرار گرفت .محدوده بهینه پارامترهای آبکاری پوشش آلیاژی عبارتند از pH : ۹-۹/۵، دمای oC۴۰ و تلاطم ۳۰۰ دور بر دقیقه و دانسیته جریان ۳۰ تاmA/cm ۲ ۶۰ .پوشش بدست آمده در این شرایط اندازه دانه ۲۵ نانومتر دارد .در این شرایط راندمان جریان ۹۲ بوده و سختی ۸۳۱ ویکرز حاصل می شود .همچنین در برخی شرایط ممکن است پوشش اکسید مولیبدن به جای پوشش نیکل مولیبدن تشکیل شود .چنین وضعیتی در دانسیته جریانهای کمتر ازmA/cm۲ ۱۰و یا در pH ۷ مشاهده شد .همچنین با استفاده از جریان پالسی معکوس پوشش های آلیاژی نیکل مولیبدن بدون ترک ایجاد شد .در این وضعیت فاکتور Qa/Qc عامل مهمی برای حذف ترک های پوشش است .به طوریکه اعمال جریان کاتدی بیشتر نسبت به آبکاری با جریان مستقیم و مدت زمان پایین برای پالس کاتدی در کنار افزایش شار آندی منجر شد پوشش بدون ترکی ایجاد شود که دارای مقاومت به خوردگی بیشتری نسبت به پوشش های ایجاد شده با جریان مستقیم باشد .چنین پوششی در محدوده باریکی از Qa/Qc و در حدود ۰/۵ و با ایجاد شرایط بهینه میان پالس آندی و جریان آندی رسوب دهی شد .از طرفی عملیات حراتی پوشش های رسوب داده شده جریان مستقیم در شرایط بهینه نیز، موجب افزایش مقاومت به خوردگی می شود .مشاهده شد عملیات حرارتی پوشش نیکل مولیبدن آلیاژی درoC ۶۰۰ با ایجاد فازهای بین فلزیNi ۴ Moو NiMo باعث افزایش مقاومت به خوردگی ( کاهش ۴ برابری دانسیته جریان خوردگی) و سختی پوشش می شود .بیشترین سختی برای این پوشش ۱۱۵۰ ویکرز می باشد .پوشش های آلیاژی نیکل مولیبدن به عنوان یک پوشش جایگزین برای کروم سخت، می بایست دارای مقاومت به خوردگی بالا، سختی بالا و حفظ خواص در دمای بالا باشند .در این پژوهش چنین پوششی با مقدار بهینه مولیبدن(۲۰ وزنی) با مقاومت به خوردگی بالا، راندمان جریان بالا، سختی زیاد و نیز حفظ سختی در دماهای بالا حاصل شد .در مورد پوشش های کامپوزیتی نیکل مولیبدن مشخص شد حمام واتس و یا سایر حمام های مورد استفاده برای رسوب دهی پوشش های نیکل حاوی ذرات سرامیکی، برای رسوب دهی پوشش نیکل حاوی ذرات مولیبدن مناسب نمی باشد .لذا الکترولیت مناسبی برای آبکاری این حمام و نیز شرایط بهینه پارامترهای آبکاری این پوشش معرفی شد که عبارتند از :مقدار pH ۶-۴، دمای oC۵۵-۵۰، تلاطم ۴۵۰-۵۰۰ دور بر دقیقه و دانسیته جریان ۱۵۰ تاmA/cm ۲ ۲۰۰ و مقدار مولیبدن حمامg/l ۱۵-۱۰ .همچنین بررسی رفتار خوردگی پوشش کامپوزیتی با مقادیر مختلفی از مولیبدن(۳۲ -۶) نشان داد که مقاومت به خوردگی این پوشش در مقایسه با نیکل خالص بهبود یافته است .همچنین عملیات حرارتی، مقاومت به خوردگی و سختی این پوشش را افزایش داده و ساختار جداگانه اولیه در اثر ایجاد ذرات بین فلزی و محلول جامد، یکنواختی بیشتری پیدا می کند .فازهای جدید تشکیل شده پس از عملیات حرارتیNi ۳ Moو محلول جامد نیکل- مولیبدن می باشند .

Text of Note

Nickel-molybdenum alloy coatings are attracting considerable interest due to their good corrosion and wear resistance and maintenance at high temperatures. What is more prominent in the previous investigations is mentioning impossibility of metallic molybdenum electrodeposition. Therefore, in order to benefit from the properties of molybdenum such as corrosion resistance and high- temperature stability, co-electrodeposition of Mo with Ni has been suggested and investigated. In this study, the possibility of electrodeposition of molybdenum coating was investigated and successfully deposited to 7-micron thickness. In the molybdenum electroplating bath, the ratio of citrate and molybdate to aqueous ions is an effective parameter. In addition, reducing agitation of the bath results in the formation of molybdenum oxide layer. Consequently, the nickel-molybdenum alloy coating was deposited in the simplest type of electrolyte containing molybdate, nickel and citrate ions with precise and appropriate ratio without any additives. The bath is superior since the mechanism of formation of Ni-Mo coatings and the behavior of ions and chemical species can be identified. Studies have shown that nickel-molybdenum alloy coatings are deposited by the formation of intermediate compounds and complexes or by molybdenum / nickel oxides. The presence of citrate ions in certain quantities is inevitable and without them, the formation of nickel molybdenum coatings is not possible. In this study, maintaining molybdenum at 20 wt. was considered as the optimum amount of molybdenum in terms of all properties and the optimum range of plating parameters of nickel alloy coating was introduced. (pH: 9-9.5, T: 40oC, rpm: 300. Current density 3-60 mA cm -2). In this condition the grain size is 25 nm, hardness is 831 HV and current efficiency is 92 Outside the optimum range of plating, the deposited layer is formed in inappropriate morphology, low thickness or low plating efficiency which do not have the desired properties for the required applications. In some cases, a molybdenum oxide layer can be formed instead of nickel molybdenum coating. Such a situation was observed at currents below 10 mA cm -2 or at pH 7. Also, the nickel molybdenum alloy coatings were created by inverse pulse current without any cracks. In this situation, the Qa /Qc ratio is an important factor in the elimination of cracks. So that a higher cathodic current than direct current plating, the low time for the cathode pulse along with the increase in anodic flux resulted in the formation of coating with better corrosion resistance than the direct current coatings. Such coating was deposited in a narrow range of Qa/Qc at about 0.5 with optimal conditions between anodic pulse and anodic current density. On the other hand, the heat treatment of direct current coatings at optimum conditions also increased their corrosion resistance. In the current research, it was observed that heat treatment of nickel-molybdenum alloy coatings at 600 oC increased the corrosion resistance and hardness of the coating by the formation of Ni4Mo and NiMo intermetallic compounds. The maximum hardness of this coatings was 1150 Vickers. Nickel molybdenum alloy coatings, as an alternative to hard chromium, should have high corrosion resistance, high hardness and high temperature properties. In this study, such a coating was obtained with an optimum amount of molybdenum with high corrosion resistance, high current efficiency, high hardness as well as hardness stability at high- temperatures. In the case of nickel-molybdenum composite coatings, it was found that the Watts bath or other baths for the deposition of nickel coatings with ceramic particles were not suitable for the deposition of nickel- molybdenum composite coatings. Subsequently, a suitable electrolyte for plating of this coating with optimum plating parameter was introduced. Also studying the corrosion behavior of composite coating with different amounts of molybdenum (6 -32 ) showed that the corrosion resistance was improved compared to the pure nickel. Heat treatment also increased the corrosion resistance and hardness of the coating and the initial separated structure became more uniform due to the formation of intermetallic particles and solid solution. The new phases after heat treatment were identified as Ni3Mo and nickel-molybdenum solid solution.

ba

Parallel Title

Study of electrodeposition and properties in Ni-Mo alloy and composite coatings

رسوب دهی الکتریکی

پوشش مولیبدن خالص

پوشش آلیاژی نیکل- مولیبدن

پوشش کامپوزیتی نیکل+مولیبدن

خوردگی

عملیات حرارتی

Subject Term

Electrodeposition, Metallic molybdenum coating, Nickel molybdenum alloying coatings, Nickel molybdenum composite coatings, Corrosion, Heat treatment

Subject Term

رسوب دهی الکتریکی، پوشش مولیبدن خالص، پوشش آلیاژی نیکل- مولیبدن، پوشش کامپوزیتی نیکل+مولیبدن، خوردگی، عملیات حرارتی

هفت برادران، علی

پروینی احمدی، نقی، استاد راهنما

یزدانی، ساسان، استاد راهنما

Country

ایران

Date of Transaction

20230913

Call Number

مواد ،۷۰۶۲۹ ،۱۳۹۸

Host name

ل‌کین‍ ی‌تیزوپماک‍ و ی‌ژایلآ ی‌اه‍ ش‌شوپ‍ داجیا-اهنآ ص‌اوخ‍ ی‌بایزرا و ی‌کیرتکلا ی‌راکبآ ش‌ور ه‌ب‍ ن‌دبیلوم‍.pdf

Access number

عادی

Compression information

عادی

Date and Hour of Consultation and Access

4001.pdf

Date and Hour of Consultation and Access

p70629.pdf

Bits per second

0

Contact for access assistance

ایمانی

Electronic Format Type

متن

File size

0

Record control number

پ۴۰۰۱

Public note

فارسی

نمایه‌سازی قبلی

pe

TF

92029

1

a

Y