عنوان پایان‌نامه
ایجاد پوشش نانو کامپوزیتی غلظتی Ni-P-Al۲O۳ روی فولاد کربنی به روش آبکاری پالسی و بررسی رفتار خوردگی و سایشی آن
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-خوردگی‌وحفاظ‌ت‌ازمواد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1106;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 63618
- تاریخ دفاع
- ۱۲ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- امید زند
- استاد راهنما
- چنگیز دهقانیان
- چکیده
- پوشش نانو کامپوزیتی غلظتی نیکل-فسفر-نانو ذرات آلومینا با استفاده از حمام واتس حاوی نمک فسفر و نانو ذرات آلومینا و به روش آبکاری الکتریکی بر روی زیرلایه فولاد ساده کربنی ایجاد گردید. در این پژوهش تاثیر چگالی جریان مستقیم، غلظت ذرات آلومینا در حمام آبکاری و فرکانس جریان پالسی بر روی ریز ساختار، ترکیب پوشش، سختی، میزان مقاومت به خوردگی و مقاومت به سایش پوشش بررسی گردید. بدین منظور پوشش نیکل-فسفر با محدوده چگالی جریان 5/2 تا A/dm2 10 ایجاد گردید. پس از بررسی خواص مورد نظر از چگالی جریان بهینه بدست آمده برای بررسی اثر غلظت پودر در محدوده 3 تا g/Lit 15 استفاده گردید و پس از بررسی نتایج بر خواص مورد نظر، از جریان پالسی با محدوده فرکانس 1/0 تا Hz 100 هرتز جهت بررسی اثر فرکانس بر خواص پوشش با استفاده از غلظت پودر بهینه بدست آمده استفاده گردید. در نهایت از ترکیب لایه های مختلف با خواص مختلف دو پوشش نانو کامپوزیت غلظتی، یکی با استفاده از جریان مستقیم و دیگری با استفاده از جریان پالسی ایجاد و خواص آن ها مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی مورفولوژی، ترکیب شیمیایی، ساختار کریستالی، میکروسختی و مقاومت به سایش پوشش ها به ترتیب از میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به طیف نگار توزیع انرژی، دستگاه پراش اشعه ایکس، 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 در محلول %wt. 5/3 NaCl در دمای محیط انجام شدند. نتایج نشان داد که با ترکیب لایه های مختلف پوشش در پوشش غلظتی، امکان داشتن دو خاصیت مقاومت به خوردگی و مقاومت به سایش به طور همزمان فراهم گردید. همچنین با استفاده از جریان پالسی در ایجاد لایه های مقاوم به سایش پوشش نانو کامپوزیت غلظتی، می توان میزان مقاومت به سایش را به میزان 20 درصد نسبت به حالت استفاده از جریان مستقیم بهبود داد.
- Abstract
- In this study, a Ni-P-Al2O3 functionally graded nano-composite coating is fabricated on carbon steel by use of watts bath containing phosphorous and alumina nano particles. The effects of DC current density, concentration of alumina particles in electroplating bath, pulse current frequency on microstructure, coating composition, hardness, and resistance to corrosion and erosion were investigated. In this regards, Ni-P coating was electrodeposited within current density of 2.5 to 10 A/dm2 in order to find the optimum current density and to study the influence of powder concentration within the range of 3 to 15 g/lit. Then, the effect of frequency on coating properties with optimum powder concentration is investigated by use of pulse current within frequency range of 0.1 to 100Hz. Finally, a mixed layer of functionally graded nano-composite coating is formed, one by DC current, and the other by pulse current. Scanning Electron Microscopy (SEM) equipped with Energy Dispersed Scanning (EDX), X-ray Diffractometry (XRD), Vickers Micro Hardness measurement and Pin on Disk equipment were used to study the morphology, chemical composition, crystallography, microhardness and resistance to wear. Also, in order to evaluate the corrosion resistance of coating, Linear Polarization Resistance (LPR) and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) tests were conducted in 3.5wt% NaCl in ambient temperature. Results showed that having two characteristics of resistance to corrosion and erosion is obtainable by mixing different layers of functionally graded coating.Furthermore, in formation of functionally graded nano-composite coatings, resistance to erosion can be increased by 20% by replacing DC current by pulse current.
