ساخت و مشخصه يابي پوشش نانوكامپوزيتي Ni-Fe(Si-Ti)C به روش رسوب گذاري الكتريكي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مواد

كارشناسي ارشد

سطح مواد، آسيب پذيرترين بخش براي تخريب¬هاي شيميايي و مكانيكي متعدد هستند زيرا تعاملات مكانيكي، حرارتي، شيميايي و الكتروشيميايي مواد در يك محيط معين از سطح آغاز مي¬شود. بنابراين لازم است راه حلي براي حفظ سطح، از اين حملات پيدا كرد. يكي از اين راه حل¬ها، ايجاد پوشش بر روي سطح است. روش¬هاي مختلفي براي پوشش دهي وجود دارد كه يكي از روش¬هاي آسان و مقرون به صرفه رسوب¬گذاري الكتريكي است. با انتخاب پارامترهاي مختلف آبكاري الكتريكي مي¬توان به طيف گسترده¬ از خواص پوشش دست يافت. آبكاري الكتريكي نيكل در سال 1837 انجام شد و از آن زمان مورد تحقيق و توجه دانشمندان زيادي بوده است. اين پوشش در مقايسه با پوشش¬هاي متداول، مزاياي مختلفي دارد و به دليل خواص تربيولوژيكي عالي در صنايع شيميايي، الكتريكي، هوا فضا و خودروسازي مورد استفاده قرار مي¬گيرد. استفاده از آهن در پوشش¬هاي نيكل باعث كاهش قيمت توليد و بهبود خواص مغناطيسي، نوري و رسانايي الكتريكي مي¬شود. اين پوشش¬ها در الكترونيك، ارتباطات، صنايع نوري و حسگرها كاربرد دارند. محققان براي بهبود خصوصيات عملكردي پوشش¬هاي پايه نيكل نانو ذرات اكسيدي و كاربيدي و .. را به عنوان فاز ثانويه معرفي كردند. توسعه پوشش¬هاي كامپوزيتي بر اساس ذرات سخت توزيع شده در زمينه فلزي، پتانسيل قابل توجهي براي كاربردهاي مهندسي دارد. ذرات سراميكي در زمينه نيكل تاثيرات متفاوتي در خواص تربيولوژي مثل سختي، نرخ سايش، ضريب اصطكاك و خواص خوردگي دارند. پوشش¬هاي كامپوزيتي رسوب دهي شده Ni-Fe به ندرت مورد مطالعه قرار گرفته است. در اين پژوهش اثر نانوذرات سيليسيم¬كاربيد و تيتانيم¬كاربيد روي خواص خوردگي وسايشي پوشش¬هاي آبكاري شده نيكل-آهن بررسي شده است. براي اين منظور ابتدا پوشش كامپوزيتي Ni-Fe(Si-Ti)C در سه غلظت 6 و12 و g/l 18 ذرات كاربيدي و در چگالي جريان¬هاي مختلف به كمك فرآيند آبكاري روي زيرلايه فولاد L304 توليد شدند. براي تعيين جريان بهينه در هر الكتروليت، مورفولوژي سطح نمونه¬ها به كمك ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) بررسي شد و درصدجرمي كاربيد رسوب¬گذاري شده به كمك EDS محاسبه شد و آزمون پراش پرتو ايكس( (XRD براي بررسي هم نشست ذرات تقويت كننده در پوشش و محاسبه اندازه دانه مورد مطالعه قرار گرفت. در نهايت چگالي جريانmA/cm2 30 براي الكتروليت g/l 6 و mA/cm210 براي الكتروليت 12 و g/l 18 به عنوان جريان الكتريكي بهينه انتخاب شد. سپس براي بررسي اثر ذرات كاربيدي به عنوان فاز تقويت كننده آزمون¬هاي سختي و سايش و خوردگي انجام شد. با افزايش غلظت كاربيد در الكتروليت از 6 تا g/l 18 سختي پوشش از680 تا 855 ويكرز افزايش مي¬يابد. همچنين چگالي جريان خوردگي كمترو پتانسيل خوردگي مثبت¬تر مي¬شود و مقاومت به خوردگي بهبود مي¬يابد بطوريكه نرخ خوردگي از mA/cm2 10-5×0829/0 درپوشش توليدشده در حمام g/l 6 به mA/cm210-5× 0208/0 در پوشش توليدشده در حمام g/l 18 رسيد. اين درحالي است كه نرخ خوردگي در زيرلايه فولادي mA/cm210-5× 829/0 بود. در آزمون سايش نيز مشاهده شد ضريب اصطكاك زيرلايه نسبت به نمونه پوشش¬دهي شده بيشتر است. به طور كلي، نتايج نشان داد كه پوشش Ni-Fe(Si-Ti)C مي تواند مقاومت فولاد در برابر سايش و خوردگي را بهبود بخشد و از آن در برابر تخريب در محيط هاي خشن محافظت كند.

217152

شناسايي و انتخاب مواد

مهندسي مواد

دانشگاه صنعتي اصفهان

فاطمه سادات سيدان

عباس بهرامي ، مريم كرباسي