ارزیابی رفتار مکانیکی پوشش کامپوزیتی نانوساختار Ni-P/Al2O3-SiC
الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین
راضیه ثانی
1
(گروه مهندسی مواد، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی ، شیراز، ایران.)
سارا زارعی نژاد
2
(گروه مهندسی مواد،واحد شیراز،دانشگاه آزاد اسلامی،شیراز،ایران)
الکلمات المفتاحية: سایش, آبکاری الکتریکی, نانوکامپوزیت هیبریدی, پوشش Ni-P/Al2O3-SiC,
ملخص المقالة :
در این پژوهش، پوشش نانو کامپوزیت هیبریدی Ni-P/Al2O3-SiC و پوشش ساده Ni-P، با استفاده از فرآیند آبکاری الکتریکی، روی زمینهای از جنس مس تهیه گردید. آبکاری الکتریکی در هر دو مورد، بوسیله جریان مستقیم (DC) انجام شد. اندازه نانو ذرات SiC و نانو ذرات Al2O3 مورد استفاده برای تهیه حمام نانو کامپوزیت، به ترتیب nm55 و nm50 بود. مشخصهیابی و بررسی مورفولوژی سطح پوششها، به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی (Scanning Electron Microscopy) و طیف نگار تفکیک انرژی (Energy Dispersive Spectroscopy) انجام گردید. رفتار تریبولوژیکی پوششها با آزمون پین روی دیسک و ریز سختی آنها به روش ریز سختی سنجی ویکرز (Vickers Microhardness Test) ، مورد ارزیابی قرار گرفتند. مورفولوژی سطح پوشش بعد از فرآیند سایش، بوسیله میکروسکوپ نوری بررسی گردید. نتایج نشان دادند که پوشش نانو کامپوزیت هیبریدی Ni-P/Al2O3-SiC، چسبندگی بسیار خوبی به زیر لایه مسی دارد. از سوی دیگر، مشارکت نانو ذرات آلومینا و نانو ذرات کاربید سیلسیم در پوشش نانو کامپوزیت هیبریدی سبب بهبود خواص تریبولوژیکی و افزایش ریز سختی لایه پوشش میگردد که این امر را می توان به استحکام زیاد نانو ذرات آلومینا و کاربید سیلسیم نسبت داد. همچنین با افزایش دانسیته جریان آبکاری، ریز سختی لایه پوشش Ni-P و Ni-P/Al2O3-SiC افزایش مییابد.
1- C. Ma S.C. Wang, L.P. Wang, F.C. Walsh, R.J.K. Wood , "The electrodeposition and characterisation of low-friction and wear-resistant Co-Ni-P coatings", Surface & Coatings Technology , V. 235, pp. 495–505, 2013.
2- Yu. E. Sknar, O.O. Savchuk, I.V. Sknar,"Characteristics of electrodeposition of Ni and Ni-P alloys from methanesulfonate electrolytes", Applied Surface Science, V. 423, pp. 340–348, 2017.
3- Akio Yonezu, Michihiro Niwa, Jiping Ye, Xi Chen, "Contact fracture mechanism of electroplated Ni–P coating upon stainless steel substrate", Materials Science & Engineering A, V. 563,pp. 184–192, 2013.
4- D.H. Jeong, U. Erb, K.T. Aust, G. Palumbo, "The relationship between hardness and abrasive wear resistance of electrodeposited nanocrystalline Ni–P coatings", Scripta Materialia, V. 48, pp. 1067–1072, 2003.
5- W.E.G. Hansal, G. Sandulache, R. Mann, P. Leisner, "Pulse-electrodeposited NiP–SiC composite coatings" , Electrochimica Acta,V. 114,pp. 851– 858, 2013.
6- Hung-Hua Sheu, Pao-Chang Huang, Lin-Chang Tsai, Kung-Hsu Hou, "Effects of plating parameters on the Ni–P–Al2O3 composite coatings prepared by pulse and direct current plating", Surface & Coatings Technology,V. 235, pp. 529–535, 2013.
7- Mohammad Islam, Muhammad Rizwan Azhar, Narjes Fredj, T. David Burleigh, "Electrochemical impedance spectroscopy and indentation studies of pure and composite electroless Ni–P coatings, Surface & Coatings Technology, V. 236, pp. 262–268, 2013.
8- Wei Wang , Feng-Yan Hou , Hui Wang ,He-Tong Guo , "Fabrication and characterization of Ni–ZrO2 composite nano-coatings by pulse electrodeposition", Scripta Materialia, Vol. 53, pp. 613–618, 2005.
9- Lidia Benea, Sorin-Bogdan Basa, Eliza Danaila, Nadege Caron, Olivier Raquet, Pierre Ponthiaux, "Fretting and wear behaviors of Ni/nano-WC composite coatings in dry and wet conditions", Materials and Design, Vol. 65, pp. 550–558, 2015.
10- Xinyu Zhang, Jiaqian Qin, Thanyanant Perasinjaroen, Wichittra Aeksen, MalayKumar Das, RuruHao, Bing Zhang, Panyawat Wangyao, Yuttanant Boonyongmaneerat, Sarintorn Limpanart, Mingzhen Ma, Riping Liu, "Preparation and hardness of pulse electrodeposited Ni–W–diamond composite coatings", Surface & Coatings Technology, Vol. 276, pp. 228–232, 2015.
11- M. Alizadeh, M. Mirak, E. Salahinejad, M. Ghaffari, R. Amini, "Structural characterization of electro-codeposited Ni-Al2O3-SiC nanocomposite coatings", Journal of Alloys and Compound, Vol.611, pp. 161-166, 2014.
12- V. Medeliene, "The influence of B4C and SiC additions on the morphological, physical, chemical and corrosion properties of Ni coatings", Surface and Coatings Technology, Vol. 154, pp. 104–111, 2002.
13- Denny Thiemig, Andreas Bund, "Characterization of electrodeposited Ni–TiO2 nanocomposite coatings", Surface & Coatings Technology, Vol. 202, pp. 2976–2984, 2008.
14- Tushar Borkar, Sandip P. Harimkar, "Effect of electrodeposition conditions and reinforcement content on microstructure and tribological properties of nickel composite coatings", Surface & Coatings Technology.Vol. 205, pp. 4124–4134, 2011.
15- I. Garcia, J. Fransaer, J.-P. Celis, " Electrodeposition and sliding wear resistance of nickel composite coatings containing micron and submicron SiC particles", Surface and Coatings Technology, Vol. 148, pp. 171–178, 2001.
16- Zhongcheng Guo , Xiaoyun Zhu, "Studies on properties and structure of electrodeposited RE–Ni–W–B–SiC composite coating", Materials Science and Engineering A, Vol.363, pp. 325–329, 2003.
17- محمد قربانی، "پوشش دادن فلزات"، جلد1، موسسه انتشارات علمی دانشگاه صنعتی شریف، چاپ سوم.
18- N. Periene, A. Cesuniene and E. Matulioni, "Codeposition of Mixtures of Dispersed Particles With Nickel-Phosphorus Electrodeposits", Plating and Surface Finishing, Vol. 81, pp.68-71, October 1994.
19- S.H. Yeh and C.C. Wan, "A Study of SiC/Ni Composite Plating in the Watts Bath", Plating and Surface Finishing,Vol. 84, pp. 54-58, March 1997.
20- G. Devaraj and S.K. Seshadri, "Pulsed Electrodeposition of nickel", Plating and Surface Finishing, Vol. 83, pp.62-66, June 1996.
21- A.Araghi, M.H.Paydar, "Electroless deposition of Ni–P–B4C composite coating on AZ91D magnesium alloy and investigation on its wear and corrosion resistance", Materials & Design , Vol. 31, pp.3095-3099, June 2010.
22- M. Ebrahimian, M. Moonir Vaghefi, Kamran Azari, " Wear Behavior of Electroless Ni-P-B4C Composite Coatings", Wear , Vol. 260, pp. 123-127 , 2006.
_||_