Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmood Monir-vaghefi
سيدمحمود منيرواقفي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Ajalloueian
علي اجل لوئيان

FACULTY - DEPARTMENT

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

TITLE

Investigation of surface properties of single layer Ni-P and Ni-B and duplex NiB-NiP coating on the aluminium 5052 substrate and evaluation its corrosion resistant and hardness
In this research, surface properties of single layer NiP and NiB and hybrid NiB/NiP coating were applied successfully on Al 5052 substrate. NiP and NiB coatings were applied by electroless plating method and in acidic and basic bath, respectively. NiP with different phosphorou content obtained in acidic bath by varying the pH in the range of 3.9 to 6.5 that leads to high, medium and low phosphorous content in the NiP coating but with the same thickness of 30 ?m. On the other hand to obtain NiB coating in basic bath, pH were set 13 and adjust the parameter to take NiB coating as the same thickness of NiP coating.in order to obtain hybrid coating of NiB/NiP , two basic and acidic bath were applied respectively with the 15 ?m thickness for each layer and overall thickness of 30 ?m. Evaluating the surface properties were studied by using Scanning Electron Microscope (SEM), Optical Microscope(OM), Vickers microhardness testing machine, X-ray diffraction analysis and corrosion testing machine. The result of evaluating the surface morphology of NiP coating with different in phosphorous content indicates that increasing in phosphorous content of coating leads to finer cauliflower morphology and lower roughness. On the other hand NiB morphology were studied and same result as NiP coating were obtained. However NiB coatings porosity and roughness are more because of its high deposition rate. Studies show that in NiP coatings , increase in phosphorous content from low phosphorous (3.8% wt) to medium phosphorous (6.75 % wt) decrease corrosion resistant characters of density and potential from 3.45 ?A/cm2 and -379 mV to 8.9 ?A/cm2 and -478 mV, respectively. More increase in phosphorous content until high phosphorous leads to extreme enhance in corrosion characters to 1.2 ?A/cm2 and -270mV. Hardness of coating also were investigated in the NiP coating with low, medium and high phosphorous and show 680, 590, 478 HV, respectively. Decrease in phosphorous content leads to increase in hardness which refers to coating structure. Low phosphorous was completely crystalline, medium was semi amorphous semi crystalline and high was completely amorphous. NiB hardness was 710 HV which is better than NiP coating in all phosphorous content. hardness of coatings also changed by duplexing them in which NiB/NiP(medium P) and NiB/NiP(low P) hardness decrease by duplexing to 564 and 580 HV but NiB/NiP(high P) hardness increase to 730 HV. Among the monolayer and duplex coating, NiB/NiP(high P) coating had the highest hardness value (about 730 HV) and lowest corrosion density (about 0.72 ?A/cm2) which indicated it as the best coating. Key words : Electroless coating, hybrid coating, duplex coating, Ni-P, Ni-B, corrosion resistant
چکيده در تحقيق حاضر خواص سطحي پوشش هاي الکترولس نيکل فسفر و نيکل بور و خواص پوشش هاي دوگانه نيکل بور / نيکل فسفر با هدف بهبود رفتار خوردگي و سختي آنها مورد تحليل و بررسي قرار گرفت. به اين منظور از زير لايه آلومينيوم آلياژي گروه 5052 استفاده گرديد. آلومينيوم و آلياژهاي آن به دليل برخورداري از خواص مناسبي همچون مقاومت به خوردگي مناسب، چگالي کم و نسبت به استحکام به وزن مناسب کاربرد زيادي در صنايع گوناگون پيدا کرده است. در عين حال آلومينيوم آلياژي گروه 5052 به دليل خواص خوردگي مناسب تر نسبت به ساير گروههاي آلياژي آلومينيوم به منظور استفاده در صنايع و مواردي که در محيط هاي خورنده وجود دارد بيشتر مورد توجه قرار گرفته است. جهت ايجاد پوشش هاي تک لايه نيکل فسفراز حمام اسيدي استفاده گرديد. pH اين حمام اسيدي بسته به ميزان فسفر مورد نياز از 9/3 تا 5/6 انتخاب گرديد که اين تغيير pH موجب ايجاد پوشش هاي فسفر کم ، فسفر متوسط و فسفر زياد شد. از طرف ديگر جهت ايجاد پوشش تک لايه نيکل بور از حمام قليايي با pH حدود 13 استفاده شد . ضخامت پوشش هاي نيکل فسفر و نيکل بور بر روي زير لايه در حدود 30 ميکرون ايجاد شد .همچنين به منظور ايجاد پوشش هاي هيبريدي ، نمونه هاي آلومينيومي پس از آماده سازي هاي اوليه و قرارگيري در حمام نيکل بور و اعمال ضخامتي حدود 15 ميکرون از حمام الکترولس نيکل بور خارج شده و وارد حمام الکترولس نيکل فسفر شدند. پوشش گيري در حمام نيکل فسفر تا استحصال ضخامت 15 ميکرون از پوشش نيکل بور ادامه يافته و پس از رسيدن مجموع ضخامت پوشش ها به حدود 30 ميکرون نمونه ها از حمام خارج گرديدند . خواص سطحي پوشش ها شامل خوردگي ، مورفولوژي و سختي پوشش ها با يکديگر مقايسه شده و نتايج مورد تحليل و بررسي قرار گرفتند. جهت انجام اين بررسي ها از تجهيزات ميکروسکوپ نوري ، ميکروسکوپ الکتروني روبشي ، دستگاه پراش پرتو ايکس ، سختي سنج ويکرز و دستگاه آزمون خوردگي استفاده شد. نتايج بررسي ها نشان داد که در پوشش هاي نيکل فسفر با افزايش فسفر پوشش از فسفر کم تا فسفر متوسط رفتار خوردگي پوشش تنزل يافته به طوري که پوشش هاي نيکل فسفر متوسط با دانسيته 9/8 ميکرو آمپر بر سانتي متر مربع رفتار خوردگي پايين تري از پوشش هاي نيکل فسفر کم با دانسيته 45/3 دارند ولي با افزايش بيشتر فسفر و رسيدن پوشش به پوشش فسفر زياد ، رفتار خوردگي بسيار ارتقا يافته و ما شاهد بهترين عملکرد خوردگي در اين پوشش در بين پوشش هاي تک لايه نيکل فسفر و نيکل بور با دانسيته 2/1 بوديم. در ميان پوشش هاي هيبريدي نيز پوشش دوگانه نيکل بور/ نيکل فسفر زياد رفتار خوردگي بهتري از خود نشان مي دهدو هيبريدي کردن پوشش موجب بهبود خواص خوردگي پوشش شده است. از طرف ديگر در پوشش هاي تک لايه نيکل فسفر و نيکل بور ، پوشش نيکل بور سختي بيشتري از خود نشان مي دهد و داراي سختي 710 ويکرز مي‌باشد و در بين پوشش هاي نيکل فسفرنيز پوشش فسفر کم با سختي 680 ويکرز رفتار سختي بالاتري از خود نشان داد ولي در ميان کل پوشش هاي تک لايه و هيبريدي بهترين عملکرد را پوشش نيکل بور / نيکل فسفر زياد با سختي 730 ويکرز و دانسيته خوردگي 72/0 ميکرو آمپر بر سانتي متر مربع از خود نشان داد. کلمات کليدي: آلومينوم، پوشش دهي الکترولس، نيکل فسفر، نيکل بور.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی