عنوان پایان‌نامه
اعمال پوشش های الکترولس کامپوزیتی حاوی نانو ذرات
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-خوردگی‌وحفاظ‌ت‌ازمواد
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44569;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 815
- تاریخ دفاع
- ۱۷ اسفند ۱۳۸۸
- دانشجو
- طاهر ربیع زاده
- استاد راهنما
- سعیدرضا الله کرم
- چکیده
- پوشش‌های الکترولسNi-P به¬دلیل خواص مطلوب در بسیاری از صنایع کاربرد دارند. پارامترهای متعددی بر خواص این پوشش¬ها مؤثر است از جمله، شرایط آماده¬سازی زیرلایه و انجام عملیات حرارتی در دما و زمان¬های مختلف. همچنین با افزودن ذرات سخت به خصوص نانو ذرات به این پوشش‌ها، سختی و مقاومت به سایش آن¬ها را می‌توان افزایش داد. در میان ذرات سخت، نانو ذرات اکسید سیلیسیم دارای شرایط مناسبی برای استفاده در این پوشش¬ها هستند. در رابطه با خواص پوشش¬های کامپوزیتی Ni-P/nano-SiO2 از لحاظ سختی و مقاومت به خوردگی و تأثیر ماده¬ی فعال سطحی تاکنون گزارشی ارایه نشده است. در این تحقیق پوشش‌هایNi-P بر روی زیرلایه¬های فولادی API-5L-X65 با زبری سطح مختلف با استفاده از روش الکترولس اعمال شدند و با بررسی خواص مکانیکی و خوردگی پوشش¬¬ها، پولیش زیرلایه ¬با سمباده¬ی400# به عنوان بهترین شرایط آماده¬سازی سطح انتخاب شد. در ادامه با بررسی شرایط مختلف عملیات حرارتی بر روی پوشش¬های الکترولسNi-P، عملیات حرارتی در °C400 به مدت یک ساعت به عنوان بهترین شرایط انتخاب شد. پوشش¬های الکترولس کامپوزیتی Ni-P/nano-SiO2 با غلظت¬های مختلفی از نانو ذرات، بدون ماده¬ی فعال سطحی بر روی زیرلایه اعمال شدند و با بررسی خواص این پوشش¬ها غلظت g/l1 به عنوان غلظت بهینه نانو ذرات انتخاب و مشاهده شد که با افزودن نانو ذرات مقاومت به خوردگی و سختی پوشش هایNi-P بهبود یافت اما نانو ذرات در سطح مقطع توزیع مناسب نداشتند. با استفاده از بررسی¬های پتانسیل زتا، غلظت ppm300 از ماده¬ی فعال سطحی به عنوان بهینه مقدار این ماده که باید به g/l1 نانو ذره افزوده شود، تعیین شد ولی در این غلظت، ماده¬ی فعال سطحی از ایجاد پوشش کامپوزیتی جلوگیری می¬کرد. بنابراین اثر غلظت¬های مختلف ماده¬ی فعال سطحی بر روی خواص پوشش¬هایNi-P بررسی و غلظت ppm75 به عنوان بهترین غلظت تعیین شده و متناسب با آن غلظت g/l25/0 نانو ذره برای اعمال پوشش Ni-P/nano-SiO2 با ماده¬ی فعال سطحی استفاده شد و مشاهده شد که سختی و مقاومت به خوردگی پوشش کامپوزیتی افزایش یافت. همچنین توزیع نانو ذرات در سطح مقطع یکنواخت¬تر شد. این پوشش، تحت شرایط بهینه¬ی عملیات حرارتی قرار گرفت و مقاومت به خوردگی آن به میزان محسوسی افزایش یافت. بررسی¬ها نشان داد دانسیته جریان خوردگی پوشش الکترولس Ni-P در محیط محلول آب نمک wt.%5/3، µA/cm2416/0بود که با افزودن نانو ذرات در غیاب فعال-ساز سطحی به میزانµA/cm2158/0و در حضور فعال¬ساز سطحی به µA/cm2117/0 و با عملیات حرارتی پوشش بهینه دانسیته جریان خوردگی را به µA/cm20058/0کاهش یافت که نشان دهنده¬ی روند افزایش مقاومت به خوردگی پوشش¬ها است.
- Abstract
- Electroless coatings are widely used in different industries because of their high hardness, excellent corrosion, wear resistances and uniform coating thickness. Different parameters like surface preparation of substrate and heat treatment of coating can influence coatings’ properties. Co-deposition of solid particles into these types of coatings can further improve coating properties, thus enhance their performance. Among different types of hard ceramic particles, nano-SiO2 particles can be used for applying Ni-P/nano-SiO2 composite coatings which there is less information on their properties. In this research Ni-P coatings were applied on API-5L-X65 steel substrates with different surface roughness. By investigating the mechanical and corrosion properties of coatings, substrate polished with SiC sand papers (grade #400) was chosen for applying these research coatings. Among different heat treating conditions, 400?C (for 1h) had better influence on increasing coating properties. Ni-P/nano-SiO2 composite coatings were deposited at different nano-particles concentrations without using surfactant. Results showed that composite coating obtained from bath containing 1g/l nano-particles had better properties but particles distribution was not uniform. Zeta potential investigations showed that addition of 300ppm surfactant should be added to 1g/l nano-SiO2 but this concentration of surfactant prevented coating applying. Thus the influence of addition of different amount of surfactant were investigated and 75ppm was chosen and added to the 0.25g/l nano-SiO2 for having better particles distribution and reducing agglomerations size, regarding the surfactant / nano-particle ratio. Results showed positive influence of addition of surfactant on particles distribution and composite coating properties. Heat treatment of optimum composite coating at 400?C (for 1h) significantly improved the coating properties, giving rise to enhanced corrosion resistance.
