Skip to main content
SUPERVISOR
Kaivan Raissi,Mohmmad ali Golozar
کيوان رئيسي (استاد راهنما) محمدعلي گلعذار (استاد راهنما)
 
STUDENT
Soroor Ghaziof
سرور قاضي 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 اين تحقيق پوشش Cr-C از حمام کروم سه ظرفيتي حاوي اسيد فرميک به عنوان عامل کمپلکس گر توسط جريان مستقيم بر روي زيرلايه مسي رسوب داده شد. پوشش هاي حاصل آمورف هستند. اثر پارامتر هاي پوشش دهي از جمله pH و دانسيته جريان بر ترکيب، ساختار، مورفولوژي و رفتار خوردگي و سايشي پوشش ها بررسي شد. نتايج نشان داد که چگالي جريان مناسب براي پوشش دهي وابسته به pH حمام بوده و با افزايش آن کاهش مي يابد. به علاوه، با کاهش pH حمام، ميزان کربن پوشش افزايش مي يابد. بررسي رفتار خوردگي پوشش ها نشان داد که پوشش هاي حاصل از حمام با pH کم تر، مقاومت به خوردگي بيشتري دارند. نتايج نشان داد که عمليات حرارتي پوشش ها در دماهاي 300 و o C 600 باعث تغيير ساختار پوشش از آمورف به نانوکريستالي و هم چنين افزايش ميزان سختي و چگالي ميکرو ترک در پوشش ها مي شود. رسوب کاربيد کروم از نوع Cr 23 C 6 درپوشش در دماي o C 600 اتفاق افتاد. افزايش دماي عمليات حرارتي باعث افزايش اندازه دانه پوشش از 10 نانومتر به 25 نانومترشد. بررسي رفتار خوردگي پوشش ها نشان داد که پوشش کروم-کربن با ساختار آمورف داراي مقاومت به خوردگي بيشتري نسبت به پوشش عمليات حرارتي شده در دماي o C 300 است. اگرچه پوشش عمليات حرارتي شده در دماي o C 600 داراي چگالي جريان خوردگي کم تري نسبت به پوشش آمورف است اما اين پوشش توانايي تشکيل فيلم روئين را ندارد. بررسي رفتار سايشي پوشش هاي Cr-C نشان داد که مکانيزم سايش اين پوشش ها، مجموعه اي از سايش چسبان و سايش خراشان است. همچنين پوشش کروم-کربن عمليات حرارتي شده در o C 300 ، به دليل افزايش قابل ملاحظه سختي اين پوشش در اثر عمليات حرارتي بيشترين مقاومت به سايش را دارا است. به دليل کاربرد وسيع پوشش هاي کروم بر روي فولاد، پوشش Cr-C بر روي زيرلايه فولاد ساده کربني نيز توليد و خواص آن بررسي شد. نتايج آزمون خوردگي نشان داد که پتانسيل خوردگي پوشش کروم – کربن نسبت به زيرلايه فولادي مثبت تر است وبه عبارت ديگر، اين پوشش در عمل به طور کاتدي فولاد را حفاظت مي کند. بنابراين ناحيه خوردگي فعال در منحني هاي پلاريزاسيون پوشش مربوط به خوردگي زيرلايه فولادي است. اثر آماده سازي سطح زيرلايه فولادي بر خواص پوشش نيز بررسي شد. بدين منظور از سه روش پوليش مکانيکي، الکتروپوليش و اعمال جريان آندي در محلول چربي زدا استفاده شد. نتايج نشان داد که مورفولوژي سطحي پوشش هاي کروم-کربن بر روي زيرلايه فولادي متأثر از آماده سازي سطح مي باشد. مورفولوژي پوشش حاصل بر روي زيرلايه پوليش مکانيکي شده به صورت دانه اي با نودول هاي پراکنده و ترک دار است. اگرچه پوشش بر روي سطح الکتروپوليش شده داراي سطحي يکنواخت با توزيع همگن تر نودول ها ولي هنوز ترک دار است. پوشش حاصل بر روي سطح آماده سازي شده به روش اعمال جريان آندي در محلول چربي زدا بدون ترک با توزيع غيريکنواخت نودول هاي ريز ودرشت است که ايجاد سطحي زبر را باعث شده اند. نتايج آزمون خوردگي نشان داد که پوشش هاي حاصل بر روي سطح آماده سازي شده به روش اعمال جريان آندي در محلول چربي زدا داراي کمترين ميزان تخلخل و بدون ترک هستند که بيشترين مقاومت به خوردگي را نسبت به پوشش هاي حاصل بر روي سطح پوليش مکانيکي و الکتروپوليش دارند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی