شماره راهنما :
1725 دكتري
پديد آورنده :
وردي، پدرام
عنوان :
ارزيابي فرآيند پوشش دهي الكترولس نيكل - فسفر به روش سيستم گرمايش موضعي زيرلايه(slhs) و مقايسه خواص رسوب حاصله با روش متداول
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
پانزده، 114ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمود منيرواقفي
استاد مشاور :
فخرالدين اشرفي زاده
توصيفگر ها :
الكترولس , نيكل -فسفر , حرارت دهي موضعي زيرلايه , تلاطم هوايي , هيتر شيشه اي , سيستم گردش آب
استاد داور :
علي اشرفي، عبدالمجيد اسلامي، بهروز موحدي
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/02/25
رشته تحصيلي :
مهندسي مواد
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/02/26
چكيده فارسي :
چكيده امروزه مهندسي سطح بطور گسترده در بهبود رفتار سايش و خوردگي مواد به كار ميرود از اين ميان پوششهاي الكترولس نيكل فسفر بعنوان يك جايگزين مناسب در بين روشهاي مهندسي سطح مطرح است اين روش پوششدهي بر پايه احيا يونهاي فلزي به وسيله يك عامل احيا كننده و بدون اعمال جريان الكتريكي از خارج از حمام استوار است مشخصههاي بارز اين پوشش باال بودن مقاومت به خوردگي و سايش يكنواختي در ضخامت و كاهش ضريب اصكاك ميباشد با اين حال اين روش از سرعت رسوب نسبتا پاييني برخوردار بوده و در اين پژوهش روش جديدي براي آبكاري الكترولس نيكل فسفر مبتني بر سيستم گرمايش موضعي زيراليه SLHS با هدف افزايش قابل مالحظه در سرعت رسوب در مقايسه با روش متداول و با حفظ ساير ويژگيهاي الزم مورد مطالعه قرار گرفت بدين منظور از نمونه فوالد ساده كربني 54 CK بعنوان زيراليه در تحقيق حاضر استفاده گرديد به منظور ايجاد تجهيزات مناسب براي عملياتي كردن ايده SLHS و پس از مطالعات الزم از سيستم مقاومت الكتريكي براي حرارت دادن پايه از روش دمش هوا به منظور يكنواختي دماي سرتاسر حمام و از سيستم آبگرد سردكننده بدنه حمام استفاده گرديد تا فاكتورهاي كنترلي براي عملكرد مطلوب حمام در دسترس باشد در ادامه مطالعه با تغييرات توان الكتريكي از حدود 002 تا 0021 وات تغييراتي در دماي زيراليه فوالدي حاصل گرديد و در نهايت دماي زيراليه حدود 091 درجه سانتيگراد بدست آمده از توان 0001 واتي در اكثر مطالعات اين تحقيق به كار گرفته شد در اين حالت دماي سرتاسري حمام حدود 08 درجه سانتيگراد گرديد افزايش توان بيش از 0001 وات خطر ناپايدار شدن حمام را به همراه داشت همه نمونهها در يك روند مشابه پيش عمليات و آماده ورود به حمام شدند جهت آبكاري از محلول تجاري حمام الكترولس نيكل فسفر شركت اشلوتر با كد 07 Slotonip استفاده شد و مطابق دستورالعمل مربوطه ساخت حمام آن صورت گرفت سرعت حدودي02 ميكرون بر ساعت در دماي 09 درجه سانتيگراد و 6 4 pH براي اين حمام تجاري بدست آمد و مالك مطالعات بعدي قرار گرفت در اين تحقيق دو روش آبكاري الكترولس SLHS و روش متداول در برنامه مطالعه و مقايسه قرار گرفت و تاثير پارامترهايي همچون pH دما نوع همزدن حمام تزريق هوا و روش سرد كردن بدنه حمام بر سرعت رسوب شرايط حمام خصوصيات ساختاري سختي مقاومت سايشي و رفتار خوردگي مورد ارزيابي قرار گرفت محدوده 5 3 تا 2 5 براي pH محدوده دماي حمام بين 57 تا 09 درجه سانتيگراد محدوده دماي پايه بين 09 تا 091 درجه سانتيگراد و سرعت همزدن با هوا نيز در محدوده 5 1 تا 3 ليتر در دقيقه انتخاب گرديد در اين مطالعه از دستگاه پراش اشعه ايكس XRD ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني SEM FE SEM ميكروسكوپ نوري ميكروسختيسنجي آزمون سايشي پين روي ديسك طيفسنجي انرژي اشعه ايكس EDAX دستگاه پتانسيو استات جهت طيفسنج امپدانس الكتروشيميايي و پالريزاسيون تافل و تجهيزات آزمون مه نمكي استفاده گرديد افزايش دماي پايه همواره با افزايش سرعت رسوب همراه بوده با اين حال اين افزايش در pH حدود 2 5 نسبت به 6 4 حدود 03 درصد افزايش را نشان ميدهد با اين حال كاهش دماي پايه به زير 051 درجه سانتيگراد سبب نزديكي سرعت رسوب به سرعت رسوب در روش متداول در 6 4 pH ميشود پروفيل دمايي در مقطع حمام بين منبع حرارت و محل استقرار نمونه با كاهش حدود 06 درصدي و محل استقرار نمونه تا سرتاسر حمام با كاهش حدود 55 درصد همراه بوده است نتايج مطالعات و بررسيها نشان داد كه مدل حمام الكترولس SLHS بطورغير قابل ترديد به عنوان يك حمام اقتصادي سرعت باال با مزيتهاي نسبي متعدد ميتواند در تحقيقات علمي و صنعتي پيش رو مورد استفاده قرار گيرد ضمن اينكه روش مذكور دامنه كاربردي وسيع داشته و به نظر ميرسد قدم كوچكي در گسترش مرزهاي دانش برداشته شده است مطالعه اندازه دانه با تحليل پيك پراش اشعه ايكس پس از عمليات حرارتي نشان داد كه در روش SLHS اندازه دانههاي Ni3P و اندازه دانههاي نيكل به ترتيب تقريبا معادل و حدود 3 1برابر روش متداول ميباشد افزايش pH از 5 3 تا 2 5 افزايش سرعت رسوب تا حدود 06 درصد بيش از روش متداول را نشان داد ضمن اينكه در 5 3 pH امكان ايجاد پوشش در روش SLHS به مراتب بيش از روش متداول بوده و دستيابي به حداكثر فسفر در پوشش در اين pH پايين امكانپذير گرديد كه يك ويژگي شاخص براي مقاومت به خوردگي است گرچه در روش SLHS باالترين نرخ رسوب در 2 5 pH بدست ميآيد با اين حال افزايش pH بيش از آن مقدار سبب ناپايداري حمام ميگردد دستيابي به سرعت رسوب حدود 03 ميكرون در ساعت از خصوصيات منحصر به فرد اين مطالعه براي حمامهاي SLHS به شمار ميرود كليدواژه الكترولس نيكل فسفر حرارتدهي موضعي زيراليه تالطم هوايي هيتر شيشهاي سيستم گردش آب
چكيده انگليسي :
The Evaluation of Electroless Ni P Plating Process via Substrate Local Heating System SLHS and Comparison of Coating Properties with those for Conventional Method Pedram Verdi p verdi@pa iut ac ir Date of Submission March 10 2021 Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology 84156 83111 Isfahan Iran1st Supervisor Prof Sayed Mahmoud Monirvaghefi vagh mah@iut ac ir1st Advisor Prof Fakhreddin Ashrafizadeh Ashrafif@iut ac irDepartment Graduate Program Coordinator Dr Mahshid kharaziha Professor Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan Iran Professor Department of Materials Engineering Isfahan University of Technology Isfahan IranAbstractIn this research Ni P electroless coating was deposited on carbon steel by a new method called SLHS substratelocal heating system which makes a higher rate of deposition possible without the risk of decomposition ofelectroless baths The effects of pH and temperature on plating rate composition surface morphology hardness and corrosion of the coating in SLHS condition Tsub 190 C Tbath 80 C were investigated In addition the impact of heat treatment at 400 C for 1 h on hardness morphology and microstructure wasalso studied Samples prepared by this method were characterized by Scanning Electron Microscopy Energy Dispersive x ray analysis Light Microscope and x ray diffraction They were then submitted to Vickersmicrohardness and tribological tests The deposition rates of electroless nickel EN coating were firstestimated by weight gain method and then by light and scanning electron microscopy ElectrochemicalImpedance Spectroscopy EIS Tafel polarization and salt spray tests were then used to evaluate the corrosionproperties of the coatings The study shows that maximum deposition rates for conventional and SLHS sampleswere approximately 20 lm h and 32 lm h respectively This increase in the plating rate reduces the phosphoruslevel by nearly 1 5 wt for SLHS sample The corrosion resistance of SLHS sample is improved incomparison to the conventional one Keywords electroless heat treatment hot substrate nickel phosphorus coatingIntroductionIt is well known that electroless plating is an effective method for increased corrosionresistance and anti wear properties of materials 1 In recent years considerable efforts havebeen expended to raise the rate of electroless plating and make the process more economical Cobley et al introduced a new method called ultrasonically enabled low temperatureelectroless plating and showed that for electroless copper plating the temperature operation 30 70 C can be lowered with the aid of ultrasonic waves 2 Gao et al proposed applyingthe constant current to electroless plating called electrochemically promoted electrolessplating 3 Sung et al patented a novel electroless process called non isothermal deposition
استاد راهنما :
محمود منيرواقفي
استاد مشاور :
فخرالدين اشرفي زاده
استاد داور :
علي اشرفي، عبدالمجيد اسلامي، بهروز موحدي
