Skip to main content
SUPERVISOR
Mohmmad ali Golozar,Kaivan Raissi
محمدعلی گلعذار (استاد راهنما) کیوان رئیسی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Marzieh Kishan Roodbary
مرضیه کیشان رودباری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Effect of W Alloying Element on Tribocorrosion Behaviour of Ni Nanocrystalline Coatings
Nickel and nickel-tungsten nanocrystalline coatings were electrodeposited using direct current in a Watts-type bath on copper substrates. Deposition current densities were 2.5, 15 and 50 mA.cm -2 . The change of morphology, orientation and grain size of the coatings as a function of deposition current density were studied. Results obtained demonstrated that an increase in the deposition current density led to a change in orientation of grains from {220} to {200}; the morphology was changed from spherical to mixed morphology (pyramidal and blocky) by increasing the current density. For both coatings, the grain size increased by increasing the deposition current density. An increase in the deposition current density caused a reduction in the microhardness of coatings. It also reduced the tungsten content in Ni-W coatings. Moreover, it showed that the microhardness of Ni-W coating depends on tungsten content i.e. by increasing W content, the microhardness was increased. Tafel polarization test results showed that a decrease in grain size led to a decrease in the corrosion resistance of Ni coatings. On the other hand, it was observed that progressive addition of W to Ni coatings decrease the corrosion resistance and then increase it as W content beyond 15%. A reduction in grain size led to a decrease in passivation current density; Ni-W coatings have major passivation current density proportion to Ni coatings but with increasing tungsten for the reason of decrease in grain size, passivation current density of this coatings decreased. It was also observed that morphology is more effective than grain size on corrosion properties of Ni-W coatings. The grain size had a significant effect on corrosion and passive behavior of the coatings. EIS test results at OCP showed that the passive film forms on Ni and Ni-W coatings , surface in 10wt% NaOH. The tribocorrosion test results at OCP showed that Ni and Ni-W coating are able to repassivate in 10wt% NaOH solution. The wear mechanism of coatings during the tribocorrosion tests is believed to be abrasive. The wear particles and delaminated materials tend to accumulate onto the alumina slider, causing abrasive wear and roughening of the wear track surface. In tribocorrosion tests, the gradual positive shift in potential was observed for Ni coatings during the sliding, indicating a higher passivation rate. A different tribocorrosio behavior was observed by introducing tungsten alloying element. The volume loss decreased by increasing the microhardness, although the repassivation tendency was reduced during sliding. At OCP , the increase in microhardness, due to the presence of tungsten, leads to an improvement in tribocorrosion behavior of Ni coatings. Ni coatings showed a lower resistance to tribocorrosion, most probably due to the lower microhardness. In the passive state, the increase in the passive current density and decrease in the passivation rate, caused by the presence of tungsten, leads to an increase in the volume loss due to corrosion. This was true in the absence or presence of wear. However, tungste results in an increase in microhardne but by creating more oxide particles during wear, it increases the amount of mechanical wear via abrasive wear. Keywords : Nickel, Nickel-Tungsten, Electrodeposition, Nanocrystalline, Corrosion, Tribocorrosion
در این تحقیق به منظور بررسی تاثیر عنصر آلیاژی تنگستن بر رفتار تریبوخوردگی پوشش های نانوکریستال نیکل، این پوشش ها از حمام واتز توسط جریان مستقیم رسوب داده شدند. پوشش‌دهی در دانسیته جریان‌های 5/2، 15وmA.cm -2 50 بر روی زیر‌لایه مسی انجام شد. تغییرات مورفولوژی، جهت گیری دانه ها و اندازه دانه پوشش‌ها با تغییر دانسیته جریان پوشش‌دهی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی‌ها نشان داد که با افزایش دانسیته جریان پوشش‌دهی جهت گیری دانه های پوشش از {220} به {200} و مورفولوژی ا ز کروی به مخلوطی از مورفولوژی‌های هرمی و بلوکی تغییر یافت. اندازه دانه پوشش ها با افزایش دانسیته جریان پوشش دهی افزایشو درصد تنگستن پوشش با افزایش چگالی جریان کاهش یافت. ارزیابی سختی پوشش ها نشان داد که با افزایش اندازه دانه سختی کاهش می یابد. همچنین مشخص شد که سختی پوشش های نیکل – تنگستن تابع درصد تنگستن می باشد. نتایج آزمون پلاریزاسیون تافل انجام شده در محلول 10 درصد وزنی هیدروکسید سدیم نشان داد که کاهش اندازه دانه منجر به افت مقاومت به خوردگی پوشش ها می شود. از طرفی مشخص شد که تنگستن منجر به افت مقاومت به خوردگی پوشش های نیکل می شود، لیکن نرخ خوردگی پوشش های نیکل – تنگستن با افزایش درصد تنگستن کاهش می یابد. کاهش اندازه دانه منجر به کاهش دانسیته جریانروئین شدن شده و از طرفی پوشش نیکل-تنگستن دانسیته جریان روئین شدن بیشتری نسبت به پوشش های نیکل دارد ولی با افزایش تنگستن به دلیل کاهش اندازه دانه، دانسیته جریان روئین شدن این پوشش ها کاهش یافت. نتایج بررسی های الکتروشیمیایی انجام شده با استفاده از روش طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی ( EIS ) در محلول 10 درصد وزنی هیدروکسید سدیم حاکی از حضور فیلم روئین بر سطح پوشش ها در شرایط پتانسیل مدار باز ( OCP ) بود. نتایج آزمون تریبوخوردگی در شرایط OCPنشان داد که پوشش های نیکل و نیکل – تنگستن در محلول 10 درصد وزنی هیدروکسید سدیم توانایی زیادی برای روئین شدن مجدد دارند. مکانیزم سایش برای تمامی نمونه ها در حین آزمون تریبوخوردگی عمدتاً به صورت خراشان بود. در شرایط OCP، تنگستن به دلیل افزایش سختی و علیرغم افزایش نرخ خوردگی، منجر به بهبود رفتار تریبوخوردگی شد. در شرایط پلاریزاسیون آندی، تنگستن به دلیل افزایش دانسیته جریان روئین شدن و کاهش نرخ روئین شدن، منجر به افزایش کاهش حجم ناشی از خوردگی در عدم حضور و حضور سایش شد و اگرچه تنگستن منجر به افزایش سختی پوشش شده است لیکن بواسطه ایجاد ذرات اکسیدی بیشتر در حین سایش احتمالاً مقدار سایش مکانیکی را از طریق سایش خراشان افزایش داده است. لذا کاهش حجم بواسطه حضور عنصر تنگستن در شرایط پلاریزاسیون آندی افزایش یافت. کلمات کلیدی: نیکل، نیکل-تنگستن، رسوب الکتریکی، نانوکریستال، خوردگی، تریبوخوردگی.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی