تأثیر متغیرهای آبکاری پالسی بر ریزساختار و خواص پوشش نانوکامپوزیتی Cu-TiO2

نویسندگان

دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

در تحقیق حاضر، پوشش کامپوزیتی Cu-TiO2 به روش آبکاری پالسی با استفاده از محلول سولفات مس حاوی نانوذرات TiO2 با اندازه میانگین nm 20 به مدت 60 دقیقه در دمای اتاق روی زیرلایه فولادی ایجاد شد و تاثیر پارامترهای فرکانس و چگالی جریان متوسط بر ریزساختار و مقدار ذرات TiO2 موجود در پوشش با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز EDS مورد بررسی قرار گرفت. اندازه دانه­های کریستالی به کمک آنالیز پراش اشعه ایکس(XRD) و رابطه شرر محاسبه شد. میکروسختی پوشش­ها  با استفاده از دستگاه میکروسختی­سنج ویکرز اندازه­گیری شد. مقاومت به خوردگی پوشش­ها نیز به روش پلاریزاسیون پتانسیواستاتیک تعیین شد. شرایط بهینه از نقطه نظر مقدار ذرات هم رسوب شده در پوشش و میکروسختی تعیین شد. نتایج نشان داد که پوشش کامپوزیتی Cu-TiO2 تولید شده در فرکانس Hz 20 و چگالی جریان متوسط A/dm22 به عنوان پوشش تولید شده در شرایط بهینه، دارای wt.%9/1 نانوذرات TiO2، اندازه دانه کریستالی nm27، میکروسختیHV180 و نرخ خوردگی mpy 56/ 0بود.

کلیدواژه‌ها


 

1. T. Lampke, A. leopold, D. Dietrich, G. Alisch, B. Wielage, correlation between structure and corrosion behavior Nickel dispersion coating containing ceramic particles of different sizes, Surface & coating Technology,201) 2006 (3510-3517

2. C.T.J.Low, R.G.A.Wills ,F.C.Walsh, Electrodeposition of composite coatings containing nanoparticles in a metal deposit, Surface & Coatings Technology, 201 )2006 (371-383.

3. N. Kanani, Electroplating-Basic principles, Process and Practice, Elsevier Advanced Technlogy, (2004) 142-143.

4. Y. L.wang, Y.Z.Wan, S.M.Zhao, H.M.Tao , X.H.Dong, Electrodeposition and characterization of Al2O3-Cu(Sn),CaF2-Cu(Sn) and talc-Cu(Sn) electrocomposite coatings, Surface and coatings Technology, 106(1998)162-166.

5. M.Eslami, F.Golestani-Fard, H. Saghafian , A. Robin, Study on tribological behaviour of electrodeposited Cu-Si3N4 composite coatings, Materials and Design, 58(2013) 557-569.

6. M.Eslami, H.Saghafian, F.Golestani-Fard, A.Robin, Effect of electrodeposition conditions on the propertiesof Cu-Si3N4 composite coatings, Applied surface science, 300 (2013) 129-140.

7. A.Robin, C. d. Santana, A. F. Sartori, Co-electrodeposition and characterization of Cu–Si3N4 composite coatings, Surface & Coatings Technology,205 (2011) 4596-4601.

8. Zh.Jianhua, Li.Lei, Zh.Haijun, Sh.Bin , H.Wenbin, Microstructure and performance of electroformed Cu/nano-SiC composite, Materials and Design, 28 (2007) 1958-1962.

9. S. A.Allahkaram, S. Golroh, M. Mohammadalipour, Properties of Al2O3 nano-particle reinforced copper matrix composite coatings prepared by pulse and direct current electroplating, Materials and Design, 32 (2011) 4478-4484.

10. V.Mangam, S.Bhattacharya, K.Das , S.Das, Friction and wear behavior of Cu–CeO2 nanocomposite coatings synthesized by pulsed electrodeposition, Surface & Coatings Technology, 205 (2010) 801-805.

11. H. Li, Y. Wan, H. Liang, X. Li, Y. Huang, F. He, Composite electroplating of Cu–SiO2 nano particles on carbon fiber reinforced epoxy composites, Applied Surface Science,256 (2009) 1614-1616.

12. S.A.Lajevardi , T.Shahrabi, Effects of pulse electrodeposition parameters on the properties of Ni–TiO2 nanocomposite coatings, Applied Surface Science,256 (2010) 6775-6781.

13. M.Sajjadnejada, M.Ghorbania , A.Afshara, Microstructure-corrosion resistance relationship of direct and pulse current electrodeposited Zn-TiO2 nanocomposite coatings, Ceramics International,41 (2015) 217-224.

14. S.Ramalingam, V.S.Muralidharan , A.Subramania, Electrodeposition and characterization of Cu-TiO2 nanocomposite coatings, J Solid State Electrochem, 13(2009) 1777-1783.

15. H. Godasteh , S. Rastegari, The influence of pulse plating parameters on structure and properties of Ni–W–TiO2 nanocomposite coatings, Surface & Coatings Technology, 259 (2014) 393-400.

16. M.Lekka, D.Koumoulis, N.Kouloumbi and P.L.Bonora, Mechanical and anticorrosive properties of copper matrix micro- and nano-composite coatings, Electrochimica Acta, 54 (2009) 2540-2546.

17. م. قربانی،پوشش دادن فلزات،موسسه انتشارات علمی دانشگاه صنعتی شریف، جلد اول، 1385.

18. Y.yao, S.yao, L.Zhang , H.Wang, Electrodeposition and mechanical and corrosion resistance properties of Ni-W/SiC nano composite coatings, material Letters, 61(2007) 67-70.

19. Z. Zhang, C. Jiang, F. Cai, P. Fu, N. Ma , V. Ji, Two stages for the evolution of crystallite size and texture of electrodeposited Ni–ZrC composite coating, Surface & Coatings Technology,261(2015) 122-129.

20. G. F.Zimmerman , U. Erb, Mechanical properties of nickel silicon carbide nanocomposites, Materials Science and Engineering, 328 (2002) 137-146,

21. R.Starostaa , A.Zielinskib, Effect of chemical composition on corrosion and wear behaviour of the composite Ni–Fe–Al2O3 coatings, Journal of Materials Processing Technology,157 (2004) 434-441.