نشریه علوم و مهندسی سطح

نشریه علوم و مهندسی سطح

تاثیر چگالی جریان پوشش‌دهی بر خاصیت فوق آبگریزی و مقاومت به خوردگی پوشش رسوب الکتریکی نیکل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
سمانه اسماعیل زاده 1
کیوان رئیسی 2
فخرالدین اشرفی زاده 2
1 دانشگاه صنعتی اصفهان
2 هیئت علمی دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی اصفهان
چکیده
هدف از پژوهش حاضر، بررسی تاثیر چگالی جریان پوشش‌دهی بر خواص فوق آبگریزی و مقاومت به خوردگی پوشش‌های نیکل حاصل شده به روش رسوب‌دهی الکتریکی است. برای این منظور، پوشش‌های نیکل با ساختار سلسله مراتبی میکرو- نانو به روش رسوب‌دهی الکتریکی روی زیرلایه مس در دو چگالی جریان 10 و mA/cm2 20 تشکیل شد. مورفولوژی این پوشش‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی ارزیابی شد. تصاویر به دست آمده نشان داد که ساختار پوشش متشکل از مخروط‌های میکرو و نانو است و اندازه مخروط‌های میکرو با افزایش چگالی جریان کاهش می‌یابد. بافت نسبی پوشش‌ها توسط الگوی پراش پرتوی ایکس و توپوگرافی آن‌ها با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش چگالی جریان پوشش‌دهی، بافت پوشش از (220) به (311) تغییر می‌کند و میزان زبری متوسط سطح پوشش نیز به میزان کمی کاهش می‌یابد. با اندازه‌گیری زاویه تماس آب روی سطح پوشش‌ها مشاهده شد که قرار دادن هر دو پوشش بلافاصله پس از پوشش‌دهی در هوا و دمای اتاق سبب تغییر خاصیت تر‌‌شوندگی آن‌ها از فوق آبدوستی به فوق آبگریزی به دلیل تشکیل لایه اکسید نیکل روی سطح پوشش شده که سبب کاهش انرژی سطحی می‌شود. همچنین رفتار خوردگی پوشش‌ها توسط آزمون‌های پلاریزاسیون تافل و طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول 5/3 % کلرید سدیم مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمون‌های خوردگی تاثیر آبگریزی را بر افزایش مقاومت به خوردگی پوشش‌های نیکل نشان داد و مشاهده شد که پوشش تولید شده در چگالی جریان mA/cm2 20 نسبت به پوشش دیگر از مقاومت پلاریزاسیون بیشتری برخوردار است.
کلیدواژه‌ها
فوق آبگریز
رسوب‌دهی الکتریکی
پوشش نیکل
مورفولوژی سطح
سلسله مراتبی
  1. W. Zhang, Z. Yu, Z. Chen, M. Li, Preparation of superhydrophobic Cu/Ni coating with micro-nano hierarchical structure, Material Letters, 67(2012)327-330.
  2. Z. Chen, F. Tian, A. Hu, M. Li, A facile process for preparing superhydrophobic nickel films with stearic acid, Surface & Coating Technology, (2012)1-5.
  3. T. Ning, W. Xu, S. Lu, Fabrication of superhydrophobic surfaces on zinc substrates and their application as effective corrosion barriers, Applied Surface Science, 258(2011)1359-1365.
  4. E. Celia, T. Darmanin, E. T. Givenchy, S. Amigoni, F. Guittard, Recent advances in designing superhydrophobic surfaces, Colloid and Interface science, 402(2013)1-18.
  5. M. Ma, R. M. Hill, Superhydrophobic surfaces, Current Opinion in Colloid & Interface Science, 11(2006)193-202.
  6. B. Tuffy, Superhydrophobic surfaces by simple production methods, School of Physical Science, Dublin City University, (2008)1-45.
  7. S. S. Latthe, A. B. Gurav, C. S. maruti, R. S. Vhatkar, Recent progress in preparation of superhydrophobic surface: A review, Surface Engineered Materials and Advanced Technology, 2(2012)76-94.
  8. S. Khorsand, K. Raessi, F. Ashrafizadeh, Corrosion resistance and long-term durability of super-hydrophobic nickel film prepared by electrodeposition process, Applied Surface Science, (2014)1-8.
  9. J. Liang. D. Li, D. Wang, K. Liu, L. Chen, Preparation of Stable Superhydrophobic Film on Stainless Steel Substrate by a Combined Approach Using Electrodeposition and Fluorinated Modification, Applied Surface Science, (2014)1-23.
  10. T. Hang. A. Hu, H. Ling, M. Li, D. Mao, Superhydrophobic nickel films with micro-nano hierarchical structure prepared by electrodeposition, Applied Surface Science, 265(2010)2400-2404.
  11. G. Wang, T. Zhang, Oxygen adsorption inducedsuperhydrophilic-to-superhydrophobic transition on hierarchical nanostructured CuO surface, Colloid and Interface Science, 377(2012)438-441.
  12. Z. She, Q. Li, Z. Wang, L. Li, F. Chen, J. Zhou, Researching the fabrication of anticorrosion superhydrophobic surface on magnesium alloy and its mechanical stability and durability, Chemical Engineering Journal, 228(2013)415-424.
  13.  M. Boubatra, A. Azizi, G. Schember, A. Diana, Morphology, structure and magnetic properties of electrodeposited Ni films obtained from different pH solutions, Mater electron, (2011)1804-1809.
  14. M. Moravej, S. Amira, F. Prima, A. Rahem, M. Fiset, D. Mantovani, Effect of electrodeposition current density on the microstructure and the degradation of electroformed iron for degradable stents, Materials Science and Engineering B, 176(2011)1812-1822.
  15. U. Sarac, M. Baykul, Effect of applied current density on morphologhcal and structural properties of electrodeposited Fe-Cu films, Materials Science and Technology, 28(2012)1004-1009.
  16. L. Zhu, S. Bai, H. Zhang, Y. Ye, Effects of cathodic current density and temperature


on morphology and microstructure of iridium coating prepared by electrodeposition in molten salt under the air atmosphere, 265(2013)537-545.

  1. S. Khorsand, K. Raessi, M. A. Golozar, An investigation on the role of texture and surface morphology in the corrosion resistance of zinc electrodeposits, Corrosion Science, 53(2011)2676-2678.
  2. M. R. Zamanzad-Ghavidel, K. Raessi, M. A. Saatchi, Effect of substrate texture and deposition current density on properties of Ni nanocrystalline electrodeposits, Iranian Journal of Materials Science & Engineering, 2(2012)1-14.
  3. B. Bhushan, Y. C. Jung, K. Koch, Micro- nano- and hierarchical structures for superhydrophobicity, self-cleaning and adhesion, Philosophical Transactions of the Royal Society A, 367(2009)1631-1672.
  4. S. Herminghaus, Roughness-induced non-wetting, Europhysics Letters, 52(2000)165-170.
  5. W. Geng, A. Hu, M. Li, Super-hydrophilicity to super-hydrophobicity transition of a surface with Ni micro–nano cones array, Applied Surface Science, 263(2012)821-824.
  6. T. Ishizaki, J. Hieda, N. Saito, O. Takai, Corrosion resistance and chemical stability of super-hydrophobic film deposited on magnesium alloy AZ31 by microwave plasma-enhanced chemical vapor deposition, ElectrochemicaActa, 55(2010)7094-7101.
  7. Z. Chen, Y. Guo, S. Fang, A facial approach to fabricate superhydrophobic aluminum surface, Surface and Interface Analysis, (2009)1-6.
  8. P. Wang, D. Zhang, R. Qiu, Liquid/solid        contact mode of super-hydrophobic film in  aqueoussolution and its effect on corrosion resistance, Corrosion Science, 54(2012)77-84.