Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Saatchi,Kaivan Raissi
احمد ساعت چي (استاد راهنما) کيوان رئيسي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammadreza Zamanzad Ghavidel
محمدرضا زمان زادقويدل

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 اين تحقيق پوشش نانوکريستال نيکل از حمام واتز توسط جريان مستقيم و پالسي رسوب داده شد. پوشش‌دهي در دانسيته جريان‌هاي 2، 10، 20، 30، 50 و mA cm - 2 100 (برابر جريان ماکزيمم در پوشش‌دهي با جريان پالس) بر روي دو زير‌لايه مسي با بافت‌هاي {111} و {400} انجام شد. با استفاده از ميکروسکوپ الکتروني روبشي(SEM) و دستگاه پراش پرتو ايکس(XRD) تغييرات مورفولوژي، بافت و اندازه دانه پوشش‌ها با تغيير دانسيته جريان پوشش‌دهي بر روي هر دو زير‌لايه مورد بررسي قرار گرفت. نتايج بررسي‌ها نشان داد که در پوشش‌دهي با جريان مستقيم مورفولوژي و بافت به صورت همزمان بر روي زير‌لايه با بافت {400} در دانسيته جريان mAcm -2 30 و بر روي زير‌لايه با بافت {111} در دانسيته جريان mAcm -2 50 تغيير مي‌کنند. با افزايش دانسيته جريان پوشش‌دهي بافت پوشش به علت کاهش جذب هيدروژن از {220} به {200} و مورفولوژي ا ز کروي، به مخلوطي از مورفولوژي‌هاي هرمي و بلوکي تغيير يافت. در پوشش‌هاي توليد شده توسط جريان پالس بر روي زير‌لايه با بافت{111}، تغيير مورفولوژي و بافت به تعويق افتاده و در دانسيته جريان mA cm -2 100 رخ مي‌دهد. اندازه دانه پوشش‌هاي توليد شده با جريان مستقيم بر روي زير‌لايه با بافت {400} کمتر از پوشش‌هاي توليد شده بر روي زير‌لايه با بافت{111} است که به افزايش انرژي جوانه‌زني پوشش بر روي زير‌لايه با بافت {400} مربوط مي‌شود. با استفاده از جريان پالسي پوشش‌هاي ريزتري بدست مي‌آيد که به جذب بيشتر هيدروژن و افزايش غلظت يون نيکل در سطح زير‌لايه مربوط مي‌شود. نتايج بررسي‌ها توسط روش طيف سنجي امپدانس الکتروشيميايي(EIS) حاکي از تاثير جذب هيدروژن بر تشکيل ساختار نانوکريستالي و تغيير مورفولوژي و بافت بود. نتايج آزمون پلاريزاسيون تافل انجام شده در محلول %5/3 کلريد سديم نشان داد که پوشش‌هاي نانوکريستال، مقاومت به خوردگي و حفره‌دار شدن بالاتري نسبت به پوشش‌هاي ميکروکريستال دارند. همچنين مشخص شد که در پوشش‌هاي نانوکريستال، مورفولوژي تاثير گذارتر از اندازه دانه بر خواص خوردگي پوشش‌ها بوده و با تشکيل مورفولوژي بلوکي مقاومت به خوردگي حفره‌اي افزايش مي‌يابد. اين نتايج توسط آزمون پلاريزاسيون سيکلي نيز تاييد مي‌شود. آزمون موت- شاتکي برروي پوشش‌هاي نانو و ميکروکريستال نشان داد که لايه روئين تشکيل شده در محلول %5/3 کلريد سديم از جنس نيمه هادي‌هاي نوع-n است. بررسي شيب منحني‌هاي موت- شاتکي در دو پتانسيل مختلف در منطقه روئين نشان داد، پوشش‌هايي که کمترين مقدار مقاومت به خوردگي حفره‌اي را دارند، بيشترين مقدار عيوب اکسيژني را در ساختار لايه روئين تشکيل شده دارند. همچنين با توجه به نتايج بدست آمده از اين منحني‌ها مشخص شده که مدل ‌‌عيوب نقطه‌‌اي(PDM) براي شکست لايه روئين در اين پوشش‌ها صدق مي‌کند. کلمات کليدي نيکل، نانوکريستال، رسوب الکتريکي، خوردگي، لايه روئين، موت-شاتکي

ارتقاء امنیت وب با وف بومی