عنوان پایان‌نامه
بررسی تاثیر عوامل مختلف در پوشش دهی نانو کامپوزیت به روش الکتروپیلت
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-خوردگی‌وحفاظ‌ت‌ازمواد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 910;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 49965
- تاریخ دفاع
- ۰۹ اسفند ۱۳۸۹
- دانشجو
- ستاره گل روح
- استاد راهنما
- سعیدرضا الله کرم
- چکیده
- آبکاری الکتریکی روشی است که رسوب همزمان ذرات ریز فلزی و غیر فلزی را در روی لایه های سطحی ممکن می سازد و به این ترتیب منجر به بهبود خواص سطحی می گردد. هدف از این مطالعه، ایجاد پوشش ترکیبی (کامپوزیتی) مس – نانو آلومینا به روش آبکاری الکتریکی با جریان مستقیم و همچنین آبکاری الکتریکی با جریان پالسی مربعی، روی زمینه ی مسی، جهت بهبود خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی این فلز پرمصرف بوده است. همچنین، تاثیر تغییر پارامترهای اعمال جریان پالسی بر روی خواص نهایی پوشش نیز مورد بررسی قرار گرفته است. خواص نهایی پوشش های کامپوزیتی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، آزمون میکروسختی سنجی، طیف سنجی اشعه ایکس، آزمایش مقاومت به سایش، رسم نمودارهای پلاریزاسیون، انجام آزمون سالت اسپری و به دست آوردن میزان تخلخل پوشش ها بررسی گردید. در نهایت، بازده جریان نیز در شرایط متفاوت اعمال جریان پالسی به دست آمده و مورد مقایسه قرار گرفت. مشاهده گردید که با اعمال پوشش نانو کامپوزیتی مس- نانو آلومینا به فلز مس، خواص نمونه با پوشش کامپوزیتی نسبت به فلز زمینه به شدت بهبود یافته است. سختی پوشش در بدترین حالت به 102 ویکرز و در بهترین حالت به 154 ویکرز رسیده است. این در حالی است که سختی زمینه بدون پوشش 65 ویکرز بوده است. همچنین حضور 17.5% ذرات نانو آلومینا در پوشش، تقریبا منجر به چهار برابر شدن مقاومت سایش شده است. اعمال پوشش کامپوزیتی در بهترین حالت دانسیته جریان خوردگی را به اندازه ی 82% و در بدترین حالت به اندازه ی 51% کاهش داده است. از طرف دیگر، خواص نهایی پوشش های اعمال شده با جریان پالسی بهتر از خواص نهایی پوشش اعمال شده با جریان مستقیم بوده است. اعمال جریان پالسی منجر به ایجاد پوشش یکنواخت تر با اندازه دانه ریزتر و سختی و مقاومت به خوردگی بیشتر شده است. در پایان، شرایط بهینه ی تغییر پارامترهای آبکاری با جریان پالسی (مانند دانسیته جریان، فرکانس پالس و چرخه کاری) جهت به دست آوردن خواص ایده آل پوشش در هرکدام از زمینه های مورد نیاز (مانند نیاز به سختی بالا، مقاومت به سایش زیاد، مقاومت به خوردگی زیاد و ..) معرفی گردیده است. کلمات کلیدی: پوشش های نانو کامپوزیتی، آبکاری الکتریکی پالسی، همرسوبی، مس، آلومینا.
- Abstract
- One of the familiar methods for co-deposition of metallic and non-metallic (ceramic) fine particles on different substrates in order to improve the final mechanical properties is electroplating. The target of this study is to deposit Cu/ nano-Al2O3 composite coatings on the copper substrate by both direct current and rectangular pulsed current electroplating. In addition, the effects of changing different pulse parameters on the final coating properties were investigated. Scanning electron microscopy (SEM), micro-hardness test, XRD analysis, wear test, polarization curves, salt spray test and coating porosity percent evaluation were used in order to make comparison of coating properties in different electroplating processes. Finally, the current efficiencies in different electroplating processes were compared. It was observed that applying nano composite coatings on the copper substrate led to high mechanical properties such as high hardness and high wear resistance in accordance with high corrosion resistance. Although, the pulsed plated coating properties were better than DC plated ones, the optimum conditions of the pulse electroplating parameters (such as current density, pulse frequency and pulse duty cycle) in order to achieve desired coating properties in each field of requirement (high hardness, high wear rate and high corrosion rate) were obtained. Keywords: Nano-composite coatings, Pulse electroplating, co-deposition, copper, alumina.
