توصيفگر ها :
پوشش الكترولس نيكلبور , خوردگي , سايش , ضريب اصطكاك , زبريسنجي
چكيده فارسي :
در اين پژوهش تاثير ضخامت بر رفتار خوردگي و سايش در دو شرايط قبل و بعد از عمليات حرارتي مورد ارزيابي قرار گرفت. به منظور ايجاد پوشش از زيرلايههايي از جنس مس استفاده شد. جهت ايجاد پوشش، حمام قليايي نيكلبور با استفاده از كلريد نيكل به عنوان منبع يون نيكل، سديم بوروهيدريد به عنوان منبع يون بور، اتيلن دي آمين به عنوان عامل كمپلكسكننده، تاليم استات به عنوان پايدار كننده و سديم هيدروكسيد به عنوان عامل بافر استفاده شد. pH و دماي حمام آبكاري الكترولس نيكلبور در هنگام پوششدهي به ترتيب در محدوده 13-12و 85-80 درجهسانتيگراد نگه داشته شد. پوششدهي در سه ضخامت مختلف انجام شد. نمونهها تحت دماي 450 درجهسانتيگراد و زمان يك ساعت عمليات حرارتي شدند. موارد مورد بررسي شامل مورفولوژي، فازيابي، زبري، سختي، خوردگي، سايش و ضريب اصطكاك پوششها ميباشد كه در طي آن از تجهيزات ميكروسكوپ الكتروني روبشي، دستگاه پراش پرتوايكس، پروفيلومتري ليزري، سختيسنج ويكرز، پتانسيواستات و دستگاه آزمون سايش پين روي ديسك استفاده گرديد. مورفولوژي پوشش نيكلبور نشان داد ساختار پوشش گلكلمي شكل است و با افزايش ضخامت پوشش، اندازه گلكلمها بزرگتر شدهاست. عمليات حرارتي پوششها نيز باعث بزرگتر شدن اندازه گلكلم شكلها شد. بر اساس نتايج بدست آمده با افزايش ضخامت پوشش ميزان زبري نيز بيشتر شد و به دنبال آن به علت افزايش سطح تماس ضريب اصطكاك افزايش يافت. با عمليات حرارتي نمونهها از ميزان زبري آنها كاسته شد و ضريب اصطكاك كمتري نيز مشاهده شد، به طوري كه نمونه پوشش داده شده و عمليات حرارتي شده با كمترين ضخامت، كمترين ميزان زبري و ضريب اصطكاك را دارا بود. با بررسي رفتار خوردگي پوششها مشاهده شد كه با افزايش ضخامت پوشش، مقاومت به خوردگي نيز بهبود يافته است. دليل بهبود مقاومت به خوردگي اين موضوع ميتواند باشد كه با افزايش ضخامت، اندازه گلكلم شكلها در ساختار پوشش نيز افزايش يافت كه باعث پرشدن تخلخلهاي احتمالي در لايههاي بعدي رسوب است. اما عمليات حرارتي مسبب كاهش خواص خوردگي است زيرا باعث تغيير ساختار از آمورف به كريستالي و بدنبال آن تشكيل دانه و مرزدانه ميشود كه مكانهاي مستعد براي ايجاد سلهاي خوردگي هستند. نتايج بدست آمده از تصاوير ميكروسكوپي الكتروني روبشي مسير سايش هردو مكانيزم سايش خراشان و چسبان را براي پوششها نشان داد اما در پوششهاي صرفاآبكاري شده با افزايش ضخامت، مكانيزم سايش چسبان مكانيزم غالبتر شده است درحاليكه در پوششهاي عمليات حرارتي شده با افزايش ضخامت مكانيزم غالبتر، مكانيزم سايش خراشان شد.
چكيده انگليسي :
This study evaluated the effect of thickness on corrosion and wear behavior in both conditions before and after heat treatment. Copper was used as substrate material. To create an alkaline nickel boron bath were used nickel chloride as the source of nickel ion, sodium borohydride as the source of boron ion, ethylenediamine as the complexing agent, thallium acetate as the stabilizing agent, and sodium hydroxide as the buffering agent. The pH and temperature of the electroless nickel boron plating bath were kept in the range of 12-13 and 80-85° C during coating, respectively. The deposition was done in three different thicknesses. The heat treatment was done at 450° C for one hour. The study items included morphology, XRD diagram, roughness, hardness, corrosion, wear, and friction coefficient of coatings, which tests were used of scanning electron microscopy, X-ray diffraction, laser profilometry, Vickers hardness tester, Potentiostat, and pin on disk test. The morphology of the nickel-boron coating showed that the structure of the coating was cauliflower shaped and the thickness of the coating increased with a growth in the size of the cauliflower. Heat treatment of the coatings also increased the size of the cauliflower. According to the obtained results, increasing the thickness of the coating, increased the amount of roughness and consequently, due to the increase in the contact surface, increases the coefficient of friction. The heat treatment of the samples reduced roughness and was observed a lower coefficient of friction so that the sample of heat treatment with the least thickness had the lowest amount of roughness and coefficient of friction. Examination of the corrosion behavior of the coatings showed that increasing the thickness of the coating, has improved the corrosion resistance. The reason for the improvement in corrosion resistance could be that with increasing thickness, increased size of the cauliflower shapes in the coating structure, which fills the pores in the subsequent layers of sediment. However, heat treatment reduces the corrosion properties because it changes the structure from amorphous to crystalline, and the formation of grain boundary and grains, which are prone to corrosion cells. The results of scanning electron microscopy showed the wear path of both abrasive and adhesive wear mechanisms for the coatings, but in as-plated coatings with increasing thickness, the adhesive wear mechanism became more dominant, while in heat-treated coatings with increasing thickness, the abrasive wear mechanism became more dominant.