Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Saatchi,Kaivan Raissi
احمد ساعت چی (استاد راهنما) کیوان رئیسی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammadreza Zamanzad Ghavidel
محمدرضا زمان زادقویدل

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

The passivation and deposition mechanisms in electrodeposited nano- and micro-crystalline Ni electrodeposits
Nickel nanocrystalline coatings were electrodeposited by using direct and pulse current in a Watts-type bath. The current densities were 2, 10, 30, 50 and 100 mA cm -2 and the substrates were with {111} and {400} texture. Scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction analysis (XRD) were employed to study the effect of electrodeposition current density on morphology, texture and grain size of deposits. The results showed that the texture and morphology of deposits were changed at 30 and 50 mA cm -2 on the substrates with {111} and {400} texture components, respectively. The texture of deposits were changed from {220} to {200} and the morphology was changed from spherical to mixed morphology (pyramidal and blocky) by increasing the current the current density. This is attributed to the decrease in hydrogen adsorption at higher current density. In pulse electrodeposition the change of morphology and texture on substrate with {111} texture component was postponed to higher current density and happened at 100 mA cm -2 . The grain size of deposits on substrate with {111} texture component was higher than that on substrate with {400} texture component because of higher nucleation rate occurs on substrate with {111} texture component. Because the hydrogen adsorption and the Ni ions concentration are both increased on the substrate during the pulse current electrodeposition, the deposits with smaller grain size were obtained. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) showed that the hydrogen adsorption occurred on the substrate surface had a great role on the subsequent change of texture and morphology. Key Words Nickel, nanocrystalline, electrodeposition, corrosion, passive layer, mott-schottky.
در این تحقیق پوشش نانوکریستال نیکل از حمام واتز توسط جریان مستقیم و پالسی رسوب داده شد. پوشش‌دهی در دانسیته جریان‌های 2، 10، 20، 30، 50 و mA cm - 2 100 (برابر جریان ماکزیمم در پوشش‌دهی با جریان پالس) بر روی دو زیر‌لایه مسی با بافت‌های {111} و {400} انجام شد. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) و دستگاه پراش پرتو ایکس(XRD) تغییرات مورفولوژی، بافت و اندازه دانه پوشش‌ها با تغییر دانسیته جریان پوشش‌دهی بر روی هر دو زیر‌لایه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی‌ها نشان داد که در پوشش‌دهی با جریان مستقیم مورفولوژی و بافت به صورت همزمان بر روی زیر‌لایه با بافت {400} در دانسیته جریان mAcm -2 30 و بر روی زیر‌لایه با بافت {111} در دانسیته جریان mAcm -2 50 تغییر می‌کنند. با افزایش دانسیته جریان پوشش‌دهی بافت پوشش به علت کاهش جذب هیدروژن از {220} به {200} و مورفولوژی ا ز کروی، به مخلوطی از مورفولوژی‌های هرمی و بلوکی تغییر یافت. در پوشش‌های تولید شده توسط جریان پالس بر روی زیر‌لایه با بافت{111}، تغییر مورفولوژی و بافت به تعویق افتاده و در دانسیته جریان mA cm -2 100 رخ می‌دهد. اندازه دانه پوشش‌های تولید شده با جریان مستقیم بر روی زیر‌لایه با بافت {400} کمتر از پوشش‌های تولید شده بر روی زیر‌لایه با بافت{111} است که به افزایش انرژی جوانه‌زنی پوشش بر روی زیر‌لایه با بافت {400} مربوط می‌شود. با استفاده از جریان پالسی پوشش‌های ریزتری بدست می‌آید که به جذب بیشتر هیدروژن و افزایش غلظت یون نیکل در سطح زیر‌لایه مربوط می‌شود. نتایج بررسی‌ها توسط روش طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی(EIS) حاکی از تاثیر جذب هیدروژن بر تشکیل ساختار نانوکریستالی و تغییر مورفولوژی و بافت بود. نتایج آزمون پلاریزاسیون تافل انجام شده در محلول %5/3 کلرید سدیم نشان داد که پوشش‌های نانوکریستال، مقاومت به خوردگی و حفره‌دار شدن بالاتری نسبت به پوشش‌های میکروکریستال دارند. همچنین مشخص شد که در پوشش‌های نانوکریستال، مورفولوژی تاثیر گذارتر از اندازه دانه بر خواص خوردگی پوشش‌ها بوده و با تشکیل مورفولوژی بلوکی مقاومت به خوردگی حفره‌ای افزایش می‌یابد. این نتایج توسط آزمون پلاریزاسیون سیکلی نیز تایید می‌شود. آزمون موت- شاتکی برروی پوشش‌های نانو و میکروکریستال نشان داد که لایه روئین تشکیل شده در محلول %5/3 کلرید سدیم از جنس نیمه هادی‌های نوع-n است. بررسی شیب منحنی‌های موت- شاتکی در دو پتانسیل مختلف در منطقه روئین نشان داد، پوشش‌هایی که کمترین مقدار مقاومت به خوردگی حفره‌ای را دارند، بیشترین مقدار عیوب اکسیژنی را در ساختار لایه روئین تشکیل شده دارند. همچنین با توجه به نتایج بدست آمده از این منحنی‌ها مشخص شده که مدل ‌‌عیوب نقطه‌‌ای(PDM) برای شکست لایه روئین در این پوشش‌ها صدق می‌کند. کلمات کلیدی نیکل، نانوکریستال، رسوب الکتریکی، خوردگی، لایه روئین، موت-شاتکی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی