Skip to main content
SUPERVISOR
Kaivan Raissi,Mohmmad ali Golozar
کیوان رئیسی (استاد راهنما) محمدعلی گلعذار (استاد راهنما)
 
STUDENT
Soroor Ghaziof
سرور قاضی اف

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Production and characterization of Cr-C coating electrodeposited from a trivalent chromium contained bath
Cr-C alloy coatings were electrodeposited from a trivalent chromium bath containing formic acid on copper substrate. The coating had amorphous structure with a homogeneous granular morphology containing cracks. The effects of plating parameters such as pH and current density on composition, structure, morphology and corrosion behavior of as-deposited coatings were investigated. Results showed that the suitable current density for Cr-C alloy deposition is increased as the pH is decreased. Furthermore, by decreasing the pH, higher amount of carbon was introduced into the coatings. The Cr-C alloy coatings deposited at lower pH showed higher passive current density. By annealing the amorphous Cr-C alloy coatings at 300 o C, a nanocrystalline structure, having higher hardness was obtained. However, the corrosion resistance was seen to be impaired. Annealing at 600 o C led to the precipitation of Cr 23 C 6 which resulted in a higher hardness. The formation of Cr 23 C 6 enhanced the corrosion resistance of coatings due to an increase of corrosion potential. However, formation of micro-cells between the Cr 23 C 6 precipitates and bulk chromium prevented the formation of passive film. In addition, wear behaviour of the coating showed that the wear mechanism includes the adhesion and abrasion wear. The coatings after heat treatment at 300 o C for 1 h exhibited better wear resistance than the amorphous coatings.The coatings were electrodeposited on steel substrate too. Active anodic behaviour was observed for Cr-C coatings deposited onto steel substrate. Evaluation of coatings produced on steel substrate with different surface preparations, showed a crack-free surface morphology coating on the anodically etched surface. This coating also showed the lowest porosity which provided the most barrier effect and thus led to the lowest dissolution of steel substrate. Keywords Cr-C alloy; coating; amorphous; nanocrystalline; annealing; corrosion resistance
در این تحقیق پوشش Cr-C از حمام کروم سه ظرفیتی حاوی اسید فرمیک به عنوان عامل کمپلکس گر توسط جریان مستقیم بر روی زیرلایه مسی رسوب داده شد. پوشش های حاصل آمورف هستند. اثر پارامتر های پوشش دهی از جمله pH و دانسیته جریان بر ترکیب، ساختار، مورفولوژی و رفتار خوردگی و سایشی پوشش ها بررسی شد. نتایج نشان داد که چگالی جریان مناسب برای پوشش دهی وابسته به pH حمام بوده و با افزایش آن کاهش می یابد. به علاوه، با کاهش pH حمام، میزان کربن پوشش افزایش می یابد. بررسی رفتار خوردگی پوشش ها نشان داد که پوشش های حاصل از حمام با pH کم تر، مقاومت به خوردگی بیشتری دارند. نتایج نشان داد که عملیات حرارتی پوشش ها در دماهای 300 و o C 600 باعث تغییر ساختار پوشش از آمورف به نانوکریستالی و هم چنین افزایش میزان سختی و چگالی میکرو ترک در پوشش ها می شود. رسوب کاربید کروم از نوع Cr 23 C 6 درپوشش در دمای o C 600 اتفاق افتاد. افزایش دمای عملیات حرارتی باعث افزایش اندازه دانه پوشش از 10 نانومتر به 25 نانومترشد. بررسی رفتار خوردگی پوشش ها نشان داد که پوشش کروم-کربن با ساختار آمورف دارای مقاومت به خوردگی بیشتری نسبت به پوشش عملیات حرارتی شده در دمای o C 300 است. اگرچه پوشش عملیات حرارتی شده در دمای o C 600 دارای چگالی جریان خوردگی کم تری نسبت به پوشش آمورف است اما این پوشش توانایی تشکیل فیلم روئین را ندارد. بررسی رفتار سایشی پوشش های Cr-C نشان داد که مکانیزم سایش این پوشش ها، مجموعه ای از سایش چسبان و سایش خراشان است. همچنین پوشش کروم-کربن عملیات حرارتی شده در o C 300 ، به دلیل افزایش قابل ملاحظه سختی این پوشش در اثر عملیات حرارتی بیشترین مقاومت به سایش را دارا است. به دلیل کاربرد وسیع پوشش های کروم بر روی فولاد، پوشش Cr-C بر روی زیرلایه فولاد ساده کربنی نیز تولید و خواص آن بررسی شد. نتایج آزمون خوردگی نشان داد که پتانسیل خوردگی پوشش کروم – کربن نسبت به زیرلایه فولادی مثبت تر است وبه عبارت دیگر، این پوشش در عمل به طور کاتدی فولاد را حفاظت می کند. بنابراین ناحیه خوردگی فعال در منحنی های پلاریزاسیون پوشش مربوط به خوردگی زیرلایه فولادی است. اثر آماده سازی سطح زیرلایه فولادی بر خواص پوشش نیز بررسی شد. بدین منظور از سه روش پولیش مکانیکی، الکتروپولیش و اعمال جریان آندی در محلول چربی زدا استفاده شد. نتایج نشان داد که مورفولوژی سطحی پوشش های کروم-کربن بر روی زیرلایه فولادی متأثر از آماده سازی سطح می باشد. مورفولوژی پوشش حاصل بر روی زیرلایه پولیش مکانیکی شده به صورت دانه ای با نودول های پراکنده و ترک دار است. اگرچه پوشش بر روی سطح الکتروپولیش شده دارای سطحی یکنواخت با توزیع همگن تر نودول ها ولی هنوز ترک دار است. پوشش حاصل بر روی سطح آماده سازی شده به روش اعمال جریان آندی در محلول چربی زدا بدون ترک با توزیع غیریکنواخت نودول های ریز ودرشت است که ایجاد سطحی زبر را باعث شده اند. نتایج آزمون خوردگی نشان داد که پوشش های حاصل بر روی سطح آماده سازی شده به روش اعمال جریان آندی در محلول چربی زدا دارای کمترین میزان تخلخل و بدون ترک هستند که بیشترین مقاومت به خوردگی را نسبت به پوشش های حاصل بر روی سطح پولیش مکانیکی و الکتروپولیش دارند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی