عنوان پایان‌نامه
بررسی خواص پوشش های نانو کامپوزیتی کبالت - نیترید بور هگزالو نال ایجاد شده از طریق رسوب گذاری الکتریکی پالسی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-خوردگی‌وحفاظ‌ت‌ازمواد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 995;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 57004
- تاریخ دفاع
- ۲۷ آذر ۱۳۹۱
- دانشجو
- زهرا شهری
- استاد راهنما
- سعیدرضا الله کرم
- چکیده
- پوشش¬های نانو کامپوزیتی کبالت-نیترید بور (هگزاگونال) حاصل از حمام کلریدی، با استفاده از روش آبکاری پالسی بر روی زیر لایه مسی اعمال شدند. در این پژوهش تأثیر مقدار نانو ذرات نیترید بور (هگزاگونال)، دانسیته جریان پالسی، سیکل کاری و فرکانس روی مورفولوژی، میکروساختار، ضخامت و محتوای نانو ذرات پوشش¬های کبالت و همچنین خواص آن (میکروسختی و مقاومت به سایش و خوردگی) بررسی شد. بدین منظور مقدار نانو ذرات در حمام، دانسیته جریان پالسی، سیکل کاری و فرکانس به ترتیب در محدوده g L-1 20-0،mA cm-2 250-50، 70-10% و Hz 100-1 تغییر داده شد. به منظور بررسی مورفولوژی، ترکیب شیمیایی، ساختار کریستالی، میکروسختی و مقاومت به سایش پوشش¬ها به ترتیب از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به طیف نگار توزیع انرژی (EDS)، دستگاه پراش اشعه ایکس (XRD)، دستگاه میکروسختی سنج ویکرز و دستگاه سایش پین روی دیسک استفاده شد. به منظور بررسی رفتار خوردگی پوشش¬ها، آزمایش¬های پلاریزاسیون خطی و طیف نگاری امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) در محلول wt% NaCl 5/3 در دمای محیط انجام شدند. نتایج نشان داد که با ورود نانو ذرات به پوشش سختی و مقاومت به سایش افزایش و ضریب اصطکاک کاهش یافت. در این حالت، نرخ سایش و ضریب اصطکاک به ترتیب از mg 35/1 به mg 60/0 و از 89/0 به 34/0 کاهش یافت. میکرو سختی پوشش¬ها نیز از HV 308 به HV 441 افزایش یافت. همچنین با ورود نانو ذرات به پوشش مقاومت به خوردگی پوشش¬ها افزایش یافت. در این حالت دانسیته جریان خوردگی از A cm-2? 7 به A cm-2? 1 کاهش یافت. همچنین تغییر در پارامترهای آبکاری پالسی (دانسیته جریان، فرکانس و سیکل کاری) سبب تغییرات میکروساختاری زمینه فلزی کبالت (از جمله تغییر در اندازه دانه، جهت گیری کریستالوگرافی و یا ساختار کریستالی) و محتوای نانو ذرات در پوشش شده؛ که این عوامل بر روی میکرو سختی پوشش¬ها و رفتار تریبولوژیکی آن¬ها مؤثر هستند. به طور کلی با افزایش دانسیته جریان و فرکانس به ترتیب تا mA cm-2 100 و Hz 50 و نیز کاهش سیکل کاری تا 10% بیشترین سختی و بهترین رفتار تریبولوژیکی حاصل شد.
- Abstract
- Co-BN (hexagonal) nano composite coatings were prepared by means of the conventional electrodeposition in a chloride solution on copper substrates, and pure Co coating was also prepared as a comparison. The effects of incorporated particles and pulse plating parameters such as pulse current density as well as duty cycle and frequency on morphology, microstructure, crystal size, thickness and BN (hexagonal) particles content in the composite coatings were analyzed by means of scanning electron microscopy (SEM), equipped with energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD) techniques. Microhardness, roughness, friction coefficient and wear resistance of the coatings were also evaluated using Vickers microhardness, stylus profilometer and pin-on disk methods. Wear mechanism of the coatings were also discussed. The results showed that Co-BN (hexagonal) nano composite coatings exhibit higher hardness, roughness, wear resistance and lower friction coefficient as compared with pure Co. Moreover, the properties of the deposits were strongly affected by the particles incorporation and electrodeposition parameters. Furtheremore, it was deduced that the microstructure and amount of embedded BN (h) particles were responsible for the coatings’ microhardness, which determined the tribological behavior of the coatings. Finally, corrosion resistance investigations showed that co-deposition of nano-particles somewhat improved the corrosion resistance of the electrodeposited coatings.
