بررسی تأثیر افزودن نانوالماس و عملیات حرارتی بر سختی و مقاومت سایشی پوشش‌های نانوکامپوزیتی الکترولس نیکل فسفر- نانوالماس

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

محمد نیک نژاد ¹ , مسعود میرجانی ² , سعید برجی ³

1 - کارشناس ارشد، دانشکده مهنسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
2 - کارشناس ارشد، دانشکده مهنسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
3 - استادیار، دانشکده مهنسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

تاريخ الإرسال : 14 السبت , جمادى الأولى, 1438 تاريخ التأكيد : 14 السبت , جمادى الأولى, 1438 تاريخ الإصدار : 22 الجمعة , ربيع الثاني, 1438

الکلمات المفتاحية: : الکترولس- سختی- مورفولوژی- نانوذرات- هم‌رسوبی,

ملخص المقالة :

دربین ذرات هم­رسوبی پوشش­های کامپوزیتی الکترولس نیکل فسفر، نانوالماس دارای پایداری شیمیایی بالا، خواص خودروانکاری خوب و مقاومت به سایش عالی است. در این پژوهش، نانوذرات الماس با غلظت­های 6/0-2-6-12 گرم برلیتر به محلول آبکاری اضافه شده و فرایند پوشش­دهی روی زیرلایه­های فولادی انجام گرفت. تاثیر اضافه شدن نانوالماس و عملیات حرارتی بر تغییرات مورفولوژی، ساختار کریستالی، سختی و مقاومت به سایش به ترتیب با FESEM، XRD، میکروسختی و روش پین روی دیسک بررسی شدند. نتایج نشان داد که  پوشش ایجاد شده از محلولی با غلظت 6/0 گرم برلیتر حداکثر مشارکت نانوذرات الماس، سختی و مقاومت به سایش را در بین پوشش­های کامپوزیتی داشته است. با انجام عملیات حرارتی در دمای 400 درجه سانتی گراد به مدت یک ساعت سختی و مقاومت به سایش افزایش چشم­گیری یافت.

المصادر:

1- M. Schlesinger, M. Paunovic, Modern Electroplating, fifth edition, chapter18, P.447-458, John Wiley, 2010.  
                                                                                                                                                             
2- G.O Mallory, J.B Hajdu, Ectroless Plating Fundamentals and Applications, Reprint Edition, American, Electroplaters and Surface Finishers Society, New York, Noyes Publications, 1990.     

3- G.G Gawrilov , Chemical (Electroless) Nickel Plating, Portcullis Press Ltd, Surrey, 1979.         
                                                    
4- D.W Baudrand and the ASM Committee on Electroless, Electroless Nickel Plating, ASM Handbook, Vol 5, 1994. 

5- K.H Krishnan, S. John, K.N Srinivasan, J. Praveen “An Overall Aspect of Electroless Ni-P Depositions—A Review Article”,  Metallurgical and Materials Transactions,37, P.1918-1926, 2006.

6- R. Taheri, “Evaluation of Electroless Nickel-Phosphorus (EN) Coatings”, PhD Thesis,, Department of Mechanical Engineering University of Saskatchewan Saskatoon, 2003.                           
      
7- J.M Odekerken, U.S Patent. 3,644,183,  “Process for coating an object with a bright nickel/chromium coating ” 1972.                                                                                                                                                                                                                                                                                               

8- J.N Balaraju, K.S Rajam, “ Electroless Deposition and Characterization of High Phosphorus Ni-P-Si3N4 Composite Coatings”, Int. J. Electrochem. Sci. No.2, P. 747 – 761,2007.     

9- J.N Balaraju, T.S.N Sankara Narayanan, S.K Seshadri “Electroless Ni–P composite coatings”, Journal of Applied Electrochemistry, 33, P. 807–816, 2003.                                                           
10- N. Feldstein, Electroless Plating Fundamentals and Applications,  Electroplaters and Surface Finishers Society, chapter11, New York, Noyes Publications,1990.                   

11- ر. سلیمانی گیلاکجانی و ف. محبوبی، "بررسی رفتار تریبولوژیکی پوشش کامپوزیتی Ni-P-SiC ایجاد شده روی آلیاژ آلومینیوم Al6061 به روش آبکاری شیمیایی"، مجله مواد نوین، دوره 5، شماره 19، صفحه 9-1، 1394.    

12- C. Gheorghies, G.Carac,” Preparation and Structural Characterization of Nickel/Alumina Nano-Particles Composite Coatings”, J. Optoelectron. Adv. Mater., 8, P.1234–1237, 2006.
                                                                                                                                         13- Ch. Li, Y.Wang, Zh. Pan “Wear Resistance Enhancement of Electroless Nanocomposite Coatings Via Incorporation of Alumina Nanoparticles Prepared By Milling”, Materials and Design, 47, P. 443–448, 2013.             
 
14- K. Lakoubovski, M.V Baidakova, B.H Wouters, A. Stesmans, “Structure and Defects of Detonation Synthesis Nanodiamond”, Diamond and Related Materials, 9, P. 861-865, 2000.        
 
15- H.Matsubara, Y. Abe, Y. Chiba, H. Nishiyama, N. Saito, K. Hodouchi, “Co-deposition Mechanism of Nanodiamond With Electrolessly Plated Nickel films”, Electrochimica Acta, 52, P. 3047-3052, 2007.                                            
  16- C.C Hung, C.C Lin, H.C Shih, “Tribological Studies of Electroless Nickel/Diamond Composite Coatings on Steels”, Diamond & Related Materials, 17, P. 853-859, 2008.                       

17- V.V.N Reddy, B. Ramamoorthy “A Study On The Wear Resistance of Electroless Ni–P/Diamond Composite Coatings”, Wear, 239, P.111-116, 2000.                                                                        18- Y. Zhu, Y. Chen, Ch. Zhu,, “Ni-P-Nanodiamond Composite Electroless Plating”,  Acta Metall. Sin.Engl. Lett, 23, 6,P. 409-415, 2010.         
                     
 19- H. Mazaheri, S.R. Allahkaram,” Deposition, Characterization and Electrochemical Evaluation of Ni–P–Nanodiamond Composite Coatings”, Surface Science, 258, P. 4574–4580, 2012.           

 20-M. Abdoli, A. Sabour Rouhaghdam,” Preparation and Characterization of Ni–P/ Nanodiamond Coatings:Effects of Surfactants”, Diamond & Related Materials, 31, P. 30–37, 2013.

21-H. Xu, Z. Yang, M. Li “Synthesis and Properties of Electroless Ni–P–Nanometer Diamond Composite Coatings”, Surface & Coatings Technology, 191, P.161-165, 2005.                                                                    

22- م. نیک نژاد، م. میرجانی، س. برجی، " بررسی تأثیر تغییرات pH محلول و دورهمزن بر سختی و میزان مشارکت نانوالماس در پوشش کامپوزیتی نیکل فسفر نانوالماس ایجاد شده به روش الکترولس" دومین همایش بین المللی و هفتمین همایش مشترک انجمن مهندسی متالورژی ایران و انجمن علمی ریخته گری ایران، دانشگاه سمنان، 1392.

23- L.J Durney, “ Electroplating engineering handbook”, fourth edition, hardcover,1984.

24- م. عبدی، "بررسی تاثیر پارامترهای آبکاری بر خواص نانوکامپوزیت الکتروفرم‌شده مس – الماس"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه مالک اشتر تهران، 1389.
                                                                                       25- ف. قادری و ا. شریفی، "بررسی گروه­های سطحی نانوالماس سنتز شده به روش انفجاری به وسیله تکنیک FT-IR و زتا سایزر"،  همایش ملی مواد نو، پژوهشگاه مواد و انرژی، 1387.

26- Y.W Zhu, X.Q Shen, B.C Wang, “Chemical Mechanical Modification of Nanodiamond in Aqueous System”, Physics of the Solid State, 46, 4, p. 681-684, 2004.                                                   

27- Y. Zhanzheng, L.V Guangshu, C. Gangyi “Study on Technology of Electroless Nanodiamond Composite Coating”, New Technology & New Process, 9, P. 50-52, 2006.

28- X.T Huang, C. Gangyi, “Technology For Nanodiamond Electroless Composite Plating and Properties of Coating”, Applied Mechanics and Materials, Vol.26-28, P. 843-846, 2010.

29- M.Zaimi, Effect of Bath Condition During Ni-P Electroless plating, ICCE-17 Conference, vol 6 , 2009.

30- H.R Ghasemi, A.A Ziaei. D. shahriari, “Tribological Characterization of Electroless Ni–10% P , Coatings at Elevated Test Temperature Under Dry Conditions”, Int J Adv Manuf Technol, 62, P. 1063–1070, 2012.            

 31- M.  Ebrahimian-Hosseinabadi, K. Azari-Dorcheh, S.M Monirvaghefi, “Wear Behavior of Electroless Ni–P–B₄C Composite Coatings”, Wear, 260, P.123–127, 2006.                                      
                                                                                                                         
32- M. Mohammadi, M. Ghorbani, “Wear and Corrosion Properties of Electroless Nickel Composite Coatings With PTFE and/or MoS2 Particles”, J. Coat. Technol. Res., 8, P. 527-533, 2011.