عنوان پایان‌نامه
رسوب دهی پوشش نانو کامپوزیتی Ni-Tin روی فولاد کربنی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1070;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 60860
- تاریخ دفاع
- ۱۳ مرداد ۱۳۹۲
- دانشجو
- تینا شادلو
- استاد راهنما
- چنگیز دهقانیان
- چکیده
- با افزایش نیاز روزافزون به داشتن ساختارهایی با خواص مکانیکی، تریبولوژیکی و خوردگی بالا، تحقیقات زیادی در زمینه‌ی ایجاد پوشش‌های کامپوزیتی با زمینه‌ی فلزی صورت گرفته است. این پوشش‌های کامپوزیتی در مقایسه با پوشش‌های خالص فلزی دارای سختی بالاتر، مقاومت به خوردگی بیش‌تر و هم‌چنین مقاومت سایشی بالاتر هستند. در میان فرایندهای متفاوت برای تولید این پوشش‌ها، آب‌کاری الکتروشیمیایی بهترین بازدهی و خواص را در مقایسه با دیگر روش‌ها دارد. آب‌کاری پوشش‌های کامپوزیتی شامل آن دسته از فرایندهای آب‌کاری است که در آن ذراتی با ابعاد در حد میکرون و یا کم‌تر از میکرون در الکترولیت معلق می‌شوند. در این پژوهش با استفاده از روش آب‌کاری الکتریکی پوشش‌های نانوکامپوزیتی Ni-TiN تولید شده روی زیرلایه فولاد X60 و خواص آن‌ها با تغییرات پارامترهای متفاوت که عبارت از اثر افزایش چگالی جریان پالسی، افزایش فرکانس و چرخه‌ی کاری، افزایش غلظت پودر TiN در ترکیب حمام، استفاده‌ی دو نوع جریان پالسی و مستقیم و مقایسه‌ی پوشش تولید شده و افزایش دما است. اثر این پارامترها بر مورفولوژی پوشش‌ها توسط آنالیز SEM، بر آنالیز فازی توسط XRD و EDS، بر میکروسختی، مقاومت به سایش و خوردگی بررسی شد. دیده شد که با افزایش چگالی دانسیته جریان پالسی تا مقدار 10 آمپر درصد وزنی TiN افزایش و بعد از آن کاهش پیدا کرد. به تبع افزایش درصد وزنی TiN مقاومت به سایش، خوردگی و میزان میکروسختی پوشش افزایش یافت. در مورد افزایش فرکانس و چرخه کاری نیز دیده شد که با افزایش هر دو پارامتر درصد وزنی TiN در پوشش کاهش و میزان میکروسختی و مقاومت به خوردگی نیز تضعیف شد. با افزایش غلظت TiN در حمام الکترولیت، مقدار حضور آن در پوشش نیز افزایش یافت. در این دسته از پوشش ها مقدار 3 پارامتر گفته شد بهبود حاصل کرد. در مورد پارامتر چهارم نیز با مصایسه دو نوع جریان پالسی و مستقیم مشاهده شد که نمونه ها در دسته اول به مراتب دارای پوششی با سطح صاف تر و یکنواختی بیشتری بودند و مقدار حضور TiN در دسته پالسی بالاتر بود. در پارامتر آخر یعنی دما شماهده شد که دمای بهینه ای برای حضور ذرات فاز نانو و بهینه ی پراکندگی آن ها در پوشش وجود دارد که خواص بررسی شده نیز در این دمای بهینه در بالاترین سطح خود هستند. کلمات کلیدی: پوشش‌های کامپوزیتی، پوشش‌های نانوکامپوزیتی، روش‌های الکتروشیمیایی
- Abstract
- Increased with the growing need to have structures with mechanical properties, high wear and corrosion resistance, many researchs has been done in the field of composite coating with a metallic matrix. The composite coatings compared to pure metal coatings have higher hardness, wear resistance and corrosion resistance. Among different processes to produce these coatings, electroplating offers the best efficiency and electrochemical properties compared with other methods. Electroplating composite coating consists of those processes in which particles with dimensions of micron or less are suspended in the electrolyte. In this study, Ni-TiN coaings were produced through electroplating on x60 steel samples and the changes in the properties were monitored by changing many parameters such as pulse current density, pulse frequency and duty cycle, TiN concentration in the bath, usage of pulse and direct current and temperature. The effect of changing of these parameters was investigated on the morphologies thorough SEM, the phases in the coatings by XRD and EDS, microhardness, wear resistance and corrosion resistance of the coatings. According to the results, the amount of TiN was raised by increasing the amount of pulse current density to an optimum level and after that it dropped. Consequently the wear and corrosion resistance and also the microhardness was increased were maximized at the optimum pulse current density. It was seen that by lowering the amount of pulse frequency and duty cycle, weight percentage of TiN increased and as the result the microhardness and corrosion resistance were improved. The third parameter was TiN concentration in bath and raising the concentration resulted in higher amount of TiN in the coatings. By comparing the direct and pulsed currents, the coatings that were produced through the latter had much uniform and intense surfaces and the highest amount of TiN was found in the pulsed samples. The last parameter was temperature and just like current density, an optimum amount of temperature was found with optimum level of mechanical properties. Key Words: Composite Coatings, Nanocomposite Coatings, Electroplating
