ایجاد پوشش کامپوزیتی Ni-P/nanoPTFE‬‬‬ به روش الکترولس و بررسی خواص آن

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

مرتضی تاج بخش ¹ (دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع مواد و فناوری‌های ساخت، گروه مواد مرکب.)
محمود فرهادی نیا محمود فرهادی نیا ² (استادیار، دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران، مجتمع مواد و فناوری‌های ساخت، گروه مواد مرکب.)
امین پوست دوز ³ (دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی شهر، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبه، خمینی شهر، ایران.)
امید یعقوبی زاده ⁴ (دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع مواد و فناوری‌های ساخت، گروه مواد مرکب.)

تاريخ الإرسال : 20 السبت , ربيع الثاني, 1437 تاريخ التأكيد : 20 السبت , ربيع الثاني, 1437 تاريخ الإصدار : 11 الخميس , ربيع الثاني, 1437

الکلمات المفتاحية: عملیات حرارتی, الکترولس, میکروسختی, زبری, PTFE,

ملخص المقالة :

در این پژوهش، خواص پوشش Ni-P/nano PTFE ایجاد شده به‌وسیله محلول تجاری بر زیرلایه آلومینیومی مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور، خصوصیات ریخت شناسی، سختی، ضخامت و زبری پوشش با تغییر در غلظت و دمای محلول حاوی نانوذرات  PTFE مطالعه گردید. تاثیر عملیات حرارتی بر سختی و ساختار پوشش نیز بررسی شد. جهت سختی­سنجی از معیار میکرو ویکرز و برای سنجش مقدار زبری، معیارهای Rz و Ra اندازه­گیری شد. چگونگی توزیع ذرات در پوشش با میکروسکوپ الکترونی روبشی و ترکیب پوشش با آنالیز تفکیک انرژی و طیف­سنج پراش اشعه ایکس مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند حضور نانوذرات PTFE، سختی پوشش نیکل را از 520 ویکرز به نصف کاهش می­دهد و زبری سطح (Rz) پوشش با افزایش غلظت ذرات نانو از g/l 2 تا g/l14از µm49/1 تاµm6/4 تغییر می‌کند. هم­چنین، با افزایش دمای محلول حین  پوشش­دهی از 75 تا 90 درجه سانتی گراد، سختی از 125 ویکرز به 210 ویکرز ارتقا یافت. نتایج نشان دادند که انجام عملیات حرارتی در دمای 300 درجه سانتی گراد و زمان چهار ساعت به دلیل ایجاد فاز سخت Ni₃P در پوشش، سختی آن را تا 375 ویکرز افزایش می­دهد.

المصادر:

- سعید عظیمی ابرقوئی، احمد ساعتچی و رضا ابراهیمی کهریزسنگی، "استفاده از روشی نوین جهت بررسی خوردگی موضعی آلیاژهای آلومینیوم 2024، 7075 و 6061 در محیط های شبه اتمسفر دریایی"، نشریه مواد نوین، دوره4، شماره 13، صفحه 69-82، پاییز 1392.

2- R. Tenno, “Electroless Nickel Plating”, Finishing Publications LTD, Stevenage, Hertfordshire, England, 1991.

3- W. Riedel, “Electroless Nickel Plating”, ASM International, Metals Park, Ohio, USA, 1991.

4-M. Ratzker, D. S. Lashmore, K. W. Pratt, “Plating Surface Finish”, pp. 73-74, 1986.

5-S. Alirezaei, S. M. Monirvaghefi, M. Salehi, A. Saatchi, “Wear Behavior of Ni–P and Ni–P–Al₂O₃Electroless Coatings”, Wear, Vol. 262, pp. 978-980, 2007.

6-S. M. Moonir-vaghefi, A. Saatchi, “Tribologicalbehaviour of electroless Ni–P–MoS₂”, Metallkd, Vol. 88, pp. 498–501, 1997.

7-Y. Wu, L. Lei, B. Shen and W. Hu. “Investigation in Electroless Ni–P–C_g (graphite)–SiC Composite Coating”, Surface & Coatings Technology, Vol. 201, pp. 441-445, 2006.

8-Y. Wu, H. Liu, B. Shen, L. Liu and W. Hu, “The Friction and Wear of Electroless Ni–P Matrix with PTFE and/or SiC particles composite”, Tribology International, Vol. 39, pp. 553-559, 2006.

9-Y. Wu, B. Shen, L. Liu and W. Hu, “The Tribological Behaviour of Electroless Ni–P–Gr–SiC Composite”, Wear, Vol. 261, pp. 201–207, 2006.

10-O. A. Leo´n, M. H. Staia and H. E. Hinterman, “Wear Mechanism of Ni–P–BN (h)  Composite Autocatalytic Coatings”, Surface & Coatings Technology, Vol. 200 pp. 1825 – 1829, 2005.

11- Z. Abdel Hamid, S. A. El Badry and A. Abdel Aal, “Electroless Deposition and Characterization of Ni–P–WC Composite Alloys”, Surface & Coatings Technology, Vol 201, pp. 5948–5953, 2007.

12-S. M. Moonir-vaghefi, A. Saatchi and J. Hejazi, “The Effect of Agitation on Electroless Nickel-Phosphorus-Molybdenum Disulfide Composite Plating”, Metal Finishing, Vol 95, pp. 102-106, 1997.

13-S. M. Moonir-Vaghefi and A. Saatchi, "Deposition and Properties of ElectrolessNickel‌Phosphorus-Molybdenum Disulfide Composites", Metal Finishing, Vol 95, pp. 46-52, 1997.

14-E. Pena-Munoz, P. Bercot, A. Grosjean, M. Rezrazi and J. Pagetti, "Electrolytic and electroless coatings of Ni-PTFE composites Study of some characteristics", Surface and Coatings Technology, , Vol. 107, pp. 85-93, 1998.

15-Y. S. Huang, X. T. Zeng, I. Annergren and F. M. Liu, "Development of Electroless Ni-P-PTFE-SiC Composite Coating", Surface and Coatings Technology, Vol. 167, pp. 207-211, 2003.

16-M. D. Ger, K. H. Hou, B. J. Hwanh, "Transient Phenomena of the Codeposition of PTFE with Electroless Ni-P Coating at the Early Stage", Material Chemistry & Physics, Vol. 87, pp.102-108, 2004.

17-J. Colaruotolo and D. Tramontana, “Engineering Applications of Electroless Nickel”, American Electroplaters Society, pp. 207-220, 1968.

18-Q.zhao, Y.Lio and H.Muller, “Graded Ni-ptfe coating and their Protential application”, Surface and Coating Technology, Vol. 155, pp. 279-284, 2002.

19-G.O. Mallory and J.B. Hajdu, Electroless Plating: Fundamentals and Applications, AESF, Orlando, pp. 189-190, 1991.

20-D. Gutsev, M. Antonov, I. Hussainova and A.Ya. Grigoriev, “Effect of SiO2 and PTFE additives on dry sliding of NiPelectroless Coating”, Tribology International, vol. 65, pp. 295–302, 2013.

21-F. Wang, S. Arai and M. Endo, “Electrochemical Preparation and Characterization of Nickel/Ultra-Dispersed PTFE Composite Films from Aqueous Solution”, Materials Transactions, Vol. 45, pp. 1311-1316, 2004.

22-M. D. Ger and B. J. Hwang, “Effect of Surfactants on Codeposition of PTFE Particles with Electroless Ni-P Coating”, Materials Chemistry and Physics, Vol. 76, pp. 38–45, 2002.

23-K.W. Liew, S.Y. Chia, C.K. Kok and K.O. Low, “Evaluation on Tribological Design Coatings of Al2O3 , Ni–P–PTFE and MoS2 on Aluminium Alloy 7075 Under Oil Lubrication”, Materials and Design, vol. 48, pp. 77–84, 2013.

24-Y. Z. Zhang, Y. Y. Wu, K. N. Sun and M. Yao, “Characterization of Electroless Ni-P-PTFE Composite Deposits”, Journal Of Materials Science Letters, vol. 17, pp.119-122, 1998.