Skip to main content
SUPERVISOR
Kaivan Raissi,Ahmad Saatchi
کیوان رئیسی (استاد راهنما) احمد ساعت چی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Shirin Vardak
شیرین وردک

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
Electroless NiP coatings due to their high corrosion and wear resistance, hardness, desirable physical and mechanical properties have introduced as hard coatings. Also composite electroless coatings as new generation of electroless coatings attracted the attention of researchers in the last few decades. Corrosion and wear behavior of electroless composite have been widely studied over the past decades. Essentially, size, type and distribution of co-depoisited particles determine the corrosion and wear resistance of composite coatings. But tribocorrosion of these coatings have not studied widely. As zirconia shows outstanding mechanical properties, it was selected as second phase of NiP electroless composite coatings in this study. Therefore, NiP, NiP-ZrO 2 (5?m size of ZrO 2 particles) and NiP-ZrO 2 (submicron) composite coatings, were deposited from a commercial electroless bath with 40?m thickness. Characterization of coatings was performed by X-ray diffraction, scanning electron microscope and energy dispersive spectroscopy. Tribocorrosion experiments were conducted in 3.5wt% NaCl solution under 10 N normal load and 1800 sliding cycles at 0.5Hz against SiC counter ball at room temperature. Hardness evaluation of coationgs illustrates that hardness of NiP coating increased from 601 to 655(HV1) by co-deposition of ZrO 2 (5?m) particles and decreased to 588(HV1) by co-deposition of submicron particles. Cyclic polarization results shows that current density of NiP coatings increased from 0.28 to 0.61 ?A/cm 2 by co-deposition of ZrO 2 particles and corrosion potential decreasd from -300 to -348 mV Ag/AgCl . Also as a result of ZrO 2 particles co-deposition, pitting potential decreased and repassivation capacity of coatings increased. Corrosion behavior of the coatings was studied by cyclic potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy before and after tribocorrosion tests. In tribocorrosion experiments, the effect of ZrO 2 particles of the coating on open circuit potential, anodic current, friction coefficient and weight loss was evaluated. The results obtained from OCP variation and EIS confirm that the repassivation rate of composite coatings increases during tribocorrosion via separation of zirconia particles. Evaluation of the synergistic effect between corrosion and wear shows that the corrosion resistance of NiP-ZrO 2 (5?m) during sliding is more than NiP coating, but wear resistance of composite coatings is lower than NiP coating. Keywords : Corrosion, Tribocorrosion, NiP-ZrO 2 , Composite, Coating
پوشش های الکترولس نیکل‌فسفر به سبب سختی بالا، مقاومت عالی به خوردگی و سایش، خواص مطلوب مکانیکی و فیزیکی به‌عنوان پوشش های سخت، برای مصارف صنعتی شناخته شده‌اند. نسل جدید پوشش‌های نیکل فسفر پوشش‌های‌کامپوزیتی هستند که در سال‌های اخیرمورد تحقیقات خوردگی قرارگرفته‌اند و با توجه به نوع ذره‌ی هم‌رسوب شده افزایش و یا کاهش مقاومت خوردگی آن‌ها گزارش شده‌است، اما در مورد رفتار تریبوخوردگی این پوشش‌ها مطالعات زیادی صورت نگرفته ‌است. از این رو با توجه به خواص اکسیدزیرکونیوم (ZrO 2 )، تحقیق حاضر به بررسی رفتارخوردگی و تریبوخوردگی پوشش نیکل‌فسفر?- زیرکونیا پرداخته‌است. رسوب‌دهی پوشش‌های‌کامپوزیتی نیکل‌فسفر- زیرکونیا توسط دو حمام الکترولس نیکل‌فسفر با غلظت 5 گرم بر لیتر ذرات زیرکونیای آگلومره (5 میکرون) و آسیاشده (زیرمیکرون) انجام شد. مشخصه‌یابی پوشش‌های‌ کامپوزیتی توسط پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترون روبشی و طیف سنجی توزیع انرژی انجام شد. نتایج مشخصه‌یابی پوشش‌ها حاکی از آمورف بودن ساختار نیکل فسفرزمینه‌ی پوشش‌های‌کامپوزیتی و هم‌رسوبی7/25 درصدی ذرات زیرکونیای اگلومره و 24 درصدی زیرکونیای آسیا شده در پوشش است. نتایج حاصل از آزمون سختی سنجی نمونه ها نشان دهنده ی افزایش سختی پوشش نیکل فسفر از601 به (HV1)‌655 توسط هم رسوبی ذرات زیرکونیای آگلومره و کاهش سختی تا (HV1)‌588 توسط هم رسوبی ذرات زیرکونیای آسیاشده است. نتایج آزمون پلاریزاسیون چرخه ای در محلول 5/3 درصد ‌وزنی کلریدسدیم نشان داد که به واسطه ی کامپوزیت سازی دانسیته جریان خوردگی پوشش نیکل فسفر از ?A/cm 2 28/0 به ?A/cm 2 ‌61/0 افزایش و پتانسیل خوردگی ازmV Ag/AgCl 300- به mV Ag/AgCl 348- کاهش یافته است. همچنین پتانسیل حفره دارشدن پوشش‌ های‌کامپوزیتی نسبت به پوشش نیکل فسفرکاهش و توانایی رویین شدن مجدد پوشش ها افزایش یافته است. آزمون‌های تریبوخوردگی توسط دستگاه تریبومتر گلوله روی صفحه، تحت بار نرمال10 نیوتن، فرکانس 5/0 هرتز در محلول 5/3 درصد‌وزنی کلریدسدیم تحت شرایط پتانسیل مدارباز، ‌پلاریزاسیون آندی و کاتدی صورت گرفت. نتایج حاصل از آزمون های تریبوخوردگی توسط روش اندازه گیری پتانسیل خوردگی و آزمون طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی قبل و بعد از آزمون تریبوخوردگی حاکی از افزایش نرخ رویین شدن مجدد پوشش‌های‌کامپوزیتی حین سایش بر اثر جدا شدن ذرات زیرکونیا بود. آزمون تریبوخوردگی آندی درپتانسیل mV Ag/AgCl 100- به ‌منظور بررسی رفتار تریبوخوردگی پوشش‌ها انجام شد و پوشش‌کامپوزیتی حاوی ذرات زیرمیکرون بیشترین و پوشش‌کامپوزیتی حاوی ذرات آگلومره کمترین ‌دانسیته‌جریان را ایجادکردند. جزئیات اتلاف جرم به‌دست آمده‌ی پوشش‌ها نشان داد که در مورد پوشش نیکل‌فسفر، خوردگی 69% از سهم هم افزایی خوردگی و سایش را تشکیل می دهد درحالی که در مورد پوشش نیکل‌فسفر-زیرکونیا (5میکرون)، سایش77% از سهم هم افزایی خوردگی و سایش را تشکیل می دهد. بنابراین در فرآیند تریبوخوردگی، خوردگی می‌تواند به‌عنوان عامل اصلی اتلاف جرم پوشش نیکل فسفر و سایش به‌عنوان عامل اصلی اتلاف جرم پوشش‌کامپوزیتی نیکل‌فسفر-زیرکونیا(5میکرون)، درنظرگرفته شود، درحالی که شدت فرآیند خوردگی در پوشش‌کامپوزیتی نیکل‌فسفر-زیرکونیا(زیرمیکرون) شرایط محاسبه جزئیات اتلاف جرم را غیرممکن می‌سازد. کلمات کلیدی : خوردگی، تریبوخوردگی، نیکل‌فسفر-زیرکونیا، کامپوزیت، پوشش.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی