Skip to main content
SUPERVISOR
Kaivan Raissi
کيوان رئيسي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Parisa Hasan Pour Dastjerdi
پريسا حسن پوردستجردي

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 هاي نيکل، نيکل-کبالت و دوتائي نيکل/نيکل- کبات با روش رسوب دهي الکتريکي دو مرحله اي و بدون وقفه تهيه شدند. مورفولوژي و بافت پوشش ها به ترتيب با ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM) و پراش سنج اشعه ي ايکس (XRD) مطالعه شد. تصاوير SEM نشان داد: ساختارهاي سلسله مراتبي ميکرو- نانوي تک جنسي و دوتائي با استفاده از رسوب دهي الکتريکي قابل دستيابي هستند. نتايج پراش سنجي اشعه ي ايکس نشان داد کليه ي پوشش هاي توليد شده داراي بافت نسبي (111) مطابق با روش تعيين بافت درصد صفحه اي هستند. علت ايجاد بافت به حضور اصلاح کننده ي کريستال موجور در حمام هاي پوشش دهي (آمونيوم کلريد) نسبت داده شد. در اثر حضور اين عامل مطابق با تئوري ? رشد توسط نابجائي پيچي? و تئوري ? کمبود يون فلزي? به ترتيب رسوبات نيکل مخروطي شکل و رسوبات نيکل-کبالت گل شکل مي شوند. الگوي پراش نمونه هاي حاوي کبالت هيچ گونه پيک مربوط به فازهاي کبالت را نشان ندادند و تنها تأثير کبالت در جابجائي پيک مربوط به فاز نيکل به زواياي کمتر ديده شد. براي تعيين مقدار کبالت موجود در پوشش از طيف سنجي توزيع انرژي (EDS) استفاده شد. در پوشش هاي آلياژي با رسوب دهي اوليه در حمام نيکل و سپس در حمام نيکل-کبالت، با افزايش زمان مرحله دوم رسوب دهي و در ادامه ي آن پوشانده شدن سطح مخروط هاي نيکل، مقدار کبالت محاسبه شده افزايش پيدا کرده است، در حالي که براي پوشش هاي آلياژي با مرحله اول رسوب دهي در حمام نيکل-کبالت و مرحله ي دوم رسوب دهي در حمام نيکل مقدار کبالت به شدت کاهش يافته است. ترشوندگي پوشش ها بلافاصله پس از پوشش دهي و هم چنين پس از گذشت دو هفته از توليد پوشش اندازه گيري شد. نتايج نشان داد پوشش ها بلافاصله پس از پوشش دهي آبدوست هستند. اين رفتار با مدل ترشوندگي ونزل و ماهيت آبدوستي فلزات و اکسيد آن ها قابل توجيه است. طبق اين مدل زبر کردن سطح مواد آبدوست منجربه افزايش ترشوندگي سطح مي شود. اندازه گيري زاويه تماس پس از گذشت دو هفته حاکي از آبگريز شدن پوشش ها با نگهداري آن ها در محيط مي باشد. علت کاهش ترشوندگي با گذشت زمان، جذب مواد آلي از محيط و کاهش انرژي سطحي مي باشد. بررسي پروفيل خطي زبري براي پوشش ها نشان داد زبري متوسط پوشش ها تقريباً µm 4/0 است، به علاوه شکل زبر ي ها و توزيع آن ها هم در پروفيل زبري مشاهده شد. رفتار خوردگي سايشي پوشش ها با آزمون خوردگي سايشي دوغابي، در محلول 5/3 % وزني سديم کلريد + 40% وزني ماسه با ابعاد µm 45 و سرعتِ چرخش محلول به مقدار 500 دور بر دقيقه بررسي شد. نتايج نشان داد: نسبت به شرايط ساکن در شرايط اغتشاشي مقاومت به خوردگي پوشش ها افزايش پيدا مي کند که علت آن کاهش زبري سطح و در نتيجه آن کاهش نفوذ مواد خورنده به داخل زبري ها مي باشد. تصاوير SEM پس از آزمون خوردگي سايشي نيز تأييد کننده ي کاهش زبري در شرايط آزمون هستند ولي با اين وجود سطح پوشش ها هم چنان زبر است و با قرارگيري در محيط مجدداً آبگريز مي شود. نتايج آزمون طيف سنجي رامان پوشش ها پس از آزمون خوردگي سايشي نشان دهنده ي تشکيل اکسيد نيکل است و از آن جائي که اکسيد نيکل خواص خوردگي مطلوب تري نسبت به فلز نيکل دارد، تشکيل اکسيد نيز مي تواند دومين عامل مؤثر در افزايش مقاومت پلاريزاسيون در شرايط خوردگي سايشي باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی