Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmood Monir-vaghefi,Kaivan Raissi,Ahmad Saatchi
سیدمحمود منیرواقفی (استاد راهنما) کیوان رئیسی (استاد مشاور) احمد ساعت چی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Saeed Ahmadizadeh
سعید احمدی زاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

Deposition of Hard Electroless Ni-P Amorphous and Nanocrystalline coatings on 5083 Wrought Aluminum Alloy and Evaluation of its Corrosion Behavior
In the present research, electroless Ni-P deposits were obtained on Al5083 substrate. The effects of coating time, substrate roughness, heat treatment temperature and heat treatment time on morphology, phosphorus content, structure, microhardness, adhesion and corrosion behavior of the deposits in 3.5 wt.% NaCl solution were investigated. Deposits were heated at temperatures ranging from 200 to 400 °C for 1-4 h. Surface morphology of the coatings exhibited a nodular feature with a typical cauliflower-like structure. By increasing thickness of coatings, the phosphorus content of surfaces decreases but the number of porosities decreases and the corrosion resistance increases. Also the corrosion resistance of electroless deposits on smooth substrate in comparison with rough substrate is better. The structural characterization was done by means of X-ray diffraction studies. As-deposited coating exhibit broadened X-ray reflections indicative of a semi-amorphous structure. Heat treatment decreased the amorphous phase and the final equilibrium phases were Ni 3 P and Ni crystals within the nanocrystalline size range. The results of Vickers microhardness testing showed that the maximum hardness was achieved for the samples which have been heat treated at 400 °C. This is caused by the formation of intermetallic Ni 3 P stable phase at this temperature, acting as a function of precipitation hardening. Corrosion resistance of the coatings indicated that on heating to 240 °C, the corrosion resistance increased and then reduced at higher temperatures. Heat treatment at 400 °C leads to crystallization of the amorphous phase, making available more number of grain boundaries which are highly prone to corrosion attack. Therefore, the heat treatment of electroless specimens at 400 °C significantly decreases their corrosion resistance. Also evaluation of the corrosion behaviour coatings which heat treated at 240 °C and 320 °C temperatures and longer times indicated that by increasing heat treatment time, no considerable decreasing in the corrosion behaviour observed until the formation of Ni 3 P intermetallic phases. For evaluation of susceptibility to localized corrosion, cyclic potentiodynamic polarization method is used. All of the curves of the electroless coatings exhibit positive hysteresis. Positive hysteresis occurs when the passive film is unable to repair breakdown at localized areas and pits initiate and continue. For evaluation electroless coatings adhesion to substrate, bend test is used according to B 571-97 standard. All of the electroless coatings aren’t peeled in bended area and aren’t separated from substrate even by insertion of a sharp probe at the interface of the coating and substrate that exhibit good adhesion coatings t
در این تحقیق، پوشش های الکترولس Ni-P بر روی زیرلایه Al5083 ایجاد شدند و تأثیر زمان پوشش دهی، زبری سطح زیرلایه، دمای عملیات حرارتی و زمان عملیات حرارتی بر روی مورفولوژی، درصد فسفر ، ساختار، میکروسختی، چسبندگی و رفتار خوردگی این پوشش ها در محلول wt.% NaCl 5/3 مورد بررسی قرار گرفت. عملیات حرارتی این پوشش ها در محدوده دمایی 200 تا 400 درجه سانتی گراد و به مدت 1 تا 4 ساعت انجام گردید. مورفولوژی سطح همه پوشش ها، یک طرح کروی به همراه یک ساختار گل کلمی شکل را نشان می دهد. با افزایش ضخامت پوشش های الکترولس، درصد فسفر سطح پوشش ها کاهش یافته ولی از میزان تخلخل آنها کاسته می شود و مقاومت به خوردگی آنها افزایش می یابد. همچنین مقاومت به خوردگی پوشش های ایجاد شده روی سطح صاف زیرلایه در مقایسه با سطح زبر، بیشتر می باشد. مشخصات ساختاری پوشش ها توسط آنالیز اشعه ایکس مورد مطالعه قرار گرفت. پوشش اولیه، بازتاب های پهنی از پرتو ایکس را که بیان کننده یک ساختار نیمه آمورف است از خود نشان می دهد. عملیات حرارتی، فاز آمورف را کاهش می دهد و فازهای تعادلی نهایی، کریستال های Ni 3 P و Ni با اندازه دانه هایی در حد نانومتر هستند. نتایج آزمایش میکروسختی ویکرز نشان داد که ماکزیمم سختی برای نمونه هایی که در دمای °C 400 و به مدت یک ساعت عملیات حرارتی شدند حاصل می شود. دلیل این امر، تشکیل فاز پایدار بین فلزی Ni 3 P در این دما می باشد که باعث رسوب سختی می گردد. بررسی رفتار خوردگی پوشش های عملیات حرارتی شده در دماهای مختلف و زمان یک ساعت نشان داد که تا دمای °C 240، مقاومت به خوردگی افزایش و سپس در دماهای بالاتر کاهش می یابد. عملیات حرارتی در °C 400 منجر به کریستاله شدن فاز آمورف و افزایش تعداد مرزدانه های موجود که بسیار مستعد به خوردگی هستند می شود و در نتیجه، مقاومت به خوردگی را به شدت کاهش می دهد. همچنین از بررسی رفتار خوردگی پوشش های عملیات حرارتی شده در دماهای °C 240 و °C 320 و به مدت زمان های طولانی تر از یک ساعت مشخص گردید که تا زمانی که فاز بین فلزی Ni 3 P تشکیل نشود با افزایش زمان عملیات حرارتی، کاهش قابل توجهی در مقاومت به خوردگی مشاهده نمی گردد. برای ارزیابی میزان حساسیت پوشش های الکترولس Ni-P به خوردگی موضعی، از روش پلاریزاسیون پتانسیودینامیک سیکلی استفاده گردید. منحنی های تمام پوشش های الکترولس مورد مطالعه، یک حالت هیزترزیس مثبت را از خود نشان دادند. بنابراین می توان گفت که فیلم پسیو ایجاد شده روی سطح پوشش های الکترولس، پس از اینکه دچار شکست شود قادر به ترمیم کردن خود و جلوگیری از ایجاد حفره ها و نفوذ آنها به داخل پوشش نخواهد بود و رشد این حفره ها ادامه خواهد یافت. جهت ارزیابی چسبندگی پوشش های الکترولس به زیرلایه، از آزمون خمش طبق استاندارد ASTM B 571-97 استفاده گردید و مشخص شد که تمام پوشش های مورد مطالعه، در ناحیه خمش، پوسته نگردیده و از زیرلایه آلومینیمی جدا نشدند (حتی با استفاده از جسم تیز و اعمال نیرو) که این نشان دهنده چسبندگی مطلوب این پوشش ها به زیرلایه می باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی