عنوان پایان‌نامه
ایجاد مطالعه پوششهای چند لایه Cr/Ni در مقیاس نانو از طریق آبکاری الکتریکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44033;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 783
- تاریخ دفاع
- ۲۷ دی ۱۳۸۸
- دانشجو
- محمدرضا اطمینان فر
- استاد راهنما
- محمود حیدرزاده سهی
- چکیده
- در این پژوهش، پوشش¬های چندلایه Cr/Ni به روش آبکاری الکتریکی از حمام حاوی یون¬های Cr(III) و Ni(II) ایجاد شده و مورد بررسی قرار گرفتند. برای این منظور در ابتدا ترکیب حمام آبکاری بهینه شد و دانسیته جریان مناسب برای آبکاری پوشش¬های غنی از نیکل و غنی از کرم از این حمام تعیین شد. در ادامه با استفاده از جریان پالسی و همزن پالسی پوشش¬های چندلایه با استفاده از یک حمام ایجاد شدند. به منظور بررسی ساختار پوشش¬ها، مطالعات الگوی پراش پرتو ایکس روی پوشش¬های غنی از نیکل و غنی از کرم انجام شد. نتایج نشان داد که پوششهای غنی از نیکل نانوکریستالی بوده و پوششهای غنی از کرم آمورف هستند. به منظور بررسی دقیق تر‌اندازه دانه¬ی پوشش غنی از نیکل، تصاویر مورفولوژی سطحی این پوشش، توسط میکروسکوپ نیروی اتمی تهیه و با نتایج حاصل از آزمون XRD مقایسه شد. مقایسه سختی پوشش¬های تک لایه و چند لایه با استفاده از مدل سختی کامپوزیتی نشان داد که تمامی پوشش¬های نانو چندلایه سختی بالاتری نسبت به پوشش¬های تک لایه دارند. همچنین با کاهش ضخامت لایه¬ها از 100 تا 20 نانومتر سختی پوششهای چند لایه افزایش می‌یابد. در ادامه سختی و مدول الاستیک پوشش¬ها با استفاده از روش نانوفرورفتگی محاسبه شد. بررسی رفتار سایشی پوشش¬های تک لایه و چندلایه در بار و سرعت سایش کم نشان داد که پوششهای چندلایه مقاومت سایشی بالاتری نسبت به اجزای تشکیل دهنده خود دارند و با کاهش ضخامت لایه¬ها از 100 به 20 نانومتر، مقاومت سایشی افزایش می‌یابد. در نهایت رفتار خوردگی این پوشش¬ها در محلول 1/0 مولار اسید سولفوریک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این آزمون نشان داد که با انتخاب مناسب ضخامت لایه¬ها، مقاومت خوردگی بالایی در پوششهای چندلایه قابل دستیابی است.
- Abstract
- In this study, Cr/Ni multilayer coatings were electrodeposited from single bath containing Cr(III) and Ni(II) Ions. At first step, the bath composition was optimized and suitable current density for deposition of Ni rich and Cr rich layers were determined. Multilayer coatings were then deposited using pulse current and agitation modulation. In order to study the structure of the coatings, X-ray diffraction patterns of coatings were determined. The results show that, the Nickel rich coatings are nano crystalline and the Cr-rich coatings have amorphous structure. Grain size of Ni-rich coatings was determined using XRD results and AFM image of the coating. The hardness of single layer and multilayer coatings were compared using a composite hardness model. It was shown that multilayer deposition significantly increases the hardness of the coating and the hardness increases further as the thickness of the nano-monolayers is reduced. In addition the hardness and elastic module of the coatings was calculated using nano indentation test. Wear test was carried out on single layer and multilayer coatings under low load and low speed conditions. The results show that wear resistance of multilayer coatings is higher than their single layer components. Furthermore in multilayer coatings, the wear rate was reduced when the thickness of monolayers was reduced from 100 to 20 nanometer. Finally corrosion resistance of the coatings was studied in 0.1 M H2SO4 solution. The results of Tafel polarization test show that in multilayer coatings, proper selection of layer thicknesses produce a high corrosion resistance coating.
