Skip to main content
SUPERVISOR
Kaivan Raissi
کیوان رئیسی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Parisa Hasan Pour Dastjerdi
پریسا حسن پوردستجردی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Effect of corrosive environment motion on surface morphology and hydrophobicity behavior of electrodeposited Nickel/Nickel-Cobalt duplex coatings with micro-nano hierarchical structure
Nickel, Nickel-Cobalt and Nickel/Nickel Cobalt duplex coating prepared by two-step electrodeposition method. Surface morphology and preferred orientation of the coatings were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffractometer (XRD), respectively. The SEM result showed that single and duplex micro- nano hierarchial structures can be achieved via electrodeposition. XRD results showed that all of coating have (111) preferred grain orientation that cause by presence of ammonium chloride as crystal modifier in bath composition. According of the "Screw dislocation driven growth" and "Metal ion deficient layer theory" in the presence of ammonium chloride in electrodeposition bath Nickel and Nickel-Cobalt deposit have cone and flower-like morphology, respectively. Any pick of phases containing Cobalt in the diffraction pattern of alloy coating were not observed. Energy dispersive X-ray spectroscopy analysis was used for Cobalt content determination. For alloy coating with first deposition in Nickel bath and second deposition in Nickel-Cobalt bath Cobalt content increased with increasing the deposition time of second step. While for the coating with first deposition in Nickel –Cobalt bath and second deposition in Nickel bath, Cobalt content of the coating decreased significantly. Wettability of the Coating was evaluated after deposition and after two week storage. Result showed that coatings were superhydrophile after deposition. This wetting behavior can be explained with Wenzel wetting model and hydrophilicity nature of the metals and oxides. According to this model roughening the surface of the hydrophile material increased the wettability of the surface. Contact angle measurement after two week showed that hydrophobicity of the surface can be achieved by storage coatings in atmosphere due to airborne hydrocarbons adsorption. Average roughness of coating surface 0.4 µm measured by line profile roughness of the coating study. In addition shape of roughness and its distribution can be seen in line profile roughness. Erosion- corrosion behavior of the coating was evaluated by slurry erosion- corrosion test in 3.5%w NaCl solution + 40%w SiO 2 with 45µm size and 500 rpm rotating velocity. Compared with static condition, result showed that in turbulence condition corrosion resistance of the coating increased due to reducing roughness and penetration on corrosive agent. SEM result after erosion- corrosion test confirmed roughness reduction during test condition. Although surface of the coating still remained rough and hydrophobicity can be achieved with storage. Raman spectroscopy results indicated that Nickel oxided formed during erosion- corrosion test. Since, Corrosion behavior of the Nickel Oxide is better than Nickel, oxide formation cand icreased the polarization resistanse during erosion- corrosion test.
پوشش های نیکل، نیکل-کبالت و دوتائی نیکل/نیکل- کبات با روش رسوب دهی الکتریکی دو مرحله ای و بدون وقفه تهیه شدند. مورفولوژی و بافت پوشش ها به ترتیب با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و پراش سنج اشعه ی ایکس (XRD) مطالعه شد. تصاویر SEM نشان داد: ساختارهای سلسله مراتبی میکرو- نانوی تک جنسی و دوتائی با استفاده از رسوب دهی الکتریکی قابل دستیابی هستند. نتایج پراش سنجی اشعه ی ایکس نشان داد کلیه ی پوشش های تولید شده دارای بافت نسبی (111) مطابق با روش تعیین بافت درصد صفحه ای هستند. علت ایجاد بافت به حضور اصلاح کننده ی کریستال موجور در حمام های پوشش دهی (آمونیوم کلرید) نسبت داده شد. در اثر حضور این عامل مطابق با تئوری ? رشد توسط نابجائی پیچی? و تئوری ? کمبود یون فلزی? به ترتیب رسوبات نیکل مخروطی شکل و رسوبات نیکل-کبالت گل شکل می شوند. الگوی پراش نمونه های حاوی کبالت هیچ گونه پیک مربوط به فازهای کبالت را نشان ندادند و تنها تأثیر کبالت در جابجائی پیک مربوط به فاز نیکل به زوایای کمتر دیده شد. برای تعیین مقدار کبالت موجود در پوشش از طیف سنجی توزیع انرژی (EDS) استفاده شد. در پوشش های آلیاژی با رسوب دهی اولیه در حمام نیکل و سپس در حمام نیکل-کبالت، با افزایش زمان مرحله دوم رسوب دهی و در ادامه ی آن پوشانده شدن سطح مخروط های نیکل، مقدار کبالت محاسبه شده افزایش پیدا کرده است، در حالی که برای پوشش های آلیاژی با مرحله اول رسوب دهی در حمام نیکل-کبالت و مرحله ی دوم رسوب دهی در حمام نیکل مقدار کبالت به شدت کاهش یافته است. ترشوندگی پوشش ها بلافاصله پس از پوشش دهی و هم چنین پس از گذشت دو هفته از تولید پوشش اندازه گیری شد. نتایج نشان داد پوشش ها بلافاصله پس از پوشش دهی آبدوست هستند. این رفتار با مدل ترشوندگی ونزل و ماهیت آبدوستی فلزات و اکسید آن ها قابل توجیه است. طبق این مدل زبر کردن سطح مواد آبدوست منجربه افزایش ترشوندگی سطح می شود. اندازه گیری زاویه تماس پس از گذشت دو هفته حاکی از آبگریز شدن پوشش ها با نگهداری آن ها در محیط می باشد. علت کاهش ترشوندگی با گذشت زمان، جذب مواد آلی از محیط و کاهش انرژی سطحی می باشد. بررسی پروفیل خطی زبری برای پوشش ها نشان داد زبری متوسط پوشش ها تقریباً µm 4/0 است، به علاوه شکل زبر ی ها و توزیع آن ها هم در پروفیل زبری مشاهده شد. رفتار خوردگی سایشی پوشش ها با آزمون خوردگی سایشی دوغابی، در محلول 5/3 % وزنی سدیم کلرید + 40% وزنی ماسه با ابعاد µm 45 و سرعتِ چرخش محلول به مقدار 500 دور بر دقیقه بررسی شد. نتایج نشان داد: نسبت به شرایط ساکن در شرایط اغتشاشی مقاومت به خوردگی پوشش ها افزایش پیدا می کند که علت آن کاهش زبری سطح و در نتیجه آن کاهش نفوذ مواد خورنده به داخل زبری ها می باشد. تصاویر SEM پس از آزمون خوردگی سایشی نیز تأیید کننده ی کاهش زبری در شرایط آزمون هستند ولی با این وجود سطح پوشش ها هم چنان زبر است و با قرارگیری در محیط مجدداً آبگریز می شود. نتایج آزمون طیف سنجی رامان پوشش ها پس از آزمون خوردگی سایشی نشان دهنده ی تشکیل اکسید نیکل است و از آن جائی که اکسید نیکل خواص خوردگی مطلوب تری نسبت به فلز نیکل دارد، تشکیل اکسید نیز می تواند دومین عامل مؤثر در افزایش مقاومت پلاریزاسیون در شرایط خوردگی سایشی باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی