Skip to main content
SUPERVISOR
Kaivan Raissi,Mohmmad ali Golozar,Ali Saidi
کيوان رئيسي (استاد مشاور) محمدعلي گلعذار (استاد راهنما) علي سعيدي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Amene Vahidian
آمنه وحيديان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Synthesis and Characterization of Nanostructure FeNi(WC) Composite ,using Direct and Pulse Current Electrodeposition
: After the twentieth century , some important soft magnetic materials such as Fe-Ni, Co-Fe-Ni and Fe-Si alloys were noted due to the continuous development of communication technology, magnetic recording and magnetic sensors. The iron- nickel alloys are used in magnetic sensors. Iron- nickel alloys have unique features such as low thermal expansion coefficient and soft magnetic properties, which are the main reasons for wide application in industry. In the first step of this research, iron- nickel alloys were produced using direct current electrodeposition. Then nanostructure composite of iron- nickel/ tungsten carbide was produced using direct and pulse current electrodepodition in a simple chloride bath. Effects of various parameters such as applied pulse current ,temperature, pH and current density on the composition and morphology of product, as well as the current efficiency, production rate and specific energy consumption were examined. Morphology, chemical composition and microstructure of samples were studied by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and x-ray diffraction (XRD) analysis. The results obtained from the direct current electrodepodition showed that increasing the pH reduced the iron and increased the nickel in the product. The morphology of nanostructure composite electrodeposited by pulse current was spherical but for direct current was polyhedral. The current efficiency and production rate for nanostructure composite increased and specific energy consumption decreased as pH increased. By increasing temperature, current efficiency and production rate were reduced and specific energy consumption was increased. For the pulse electrodeposition, Ni slightly increased as pH was increased. The increase of Ni in nanostructure composite obtained by pulse electrodeposition led to change the morphology from spherical to star like. By increasing the electrolyte temperature from 40°C to 70°C, nickel content of product increased from 18 to 61 wt%, iron content reduced from 74 to 21 wt%, and tungsten carbide increased from 8 to 18 wt%. Also by increasing temprature anomalous electrodeposition was declined. Results obtained from applied pulse current showed that the ratio of Ni/Fe in products is greater than direct current. The morphology obtained by direct current electrodeposition was more uniform. Lower current efficiency, lower production rate and higher specific energy consumption were obtained in pulse electrodeposition compared with direct current.This could be due to the higher rate of hydrogen production in pulse current electrodeposition than the direct current one. Keywords : electrodeposition, iron- nickel, tungsten carbide, pulse, composite
چکيده بعد از قرن بيستم، بعضي مواد مغناطيسي نرم مهم مثل آلياژهاي Fe-Ni، Co-Fe-Ni و Fe-Si به دليل توسعه پيوسته تکنولوژي ارتباطي با سيم و بي سيم، تکنولوژي ثبت مغناطيسي و سنسورهاي مغناطيسي مورد توجه قرار گرفتند. در اين ميان آلياژهاي آهن- نيکل مستعدترين ماده مغناطيسي نرم براي کاربردهاي الکترومغناطيسي هستند که اساساً در سنسورهاي مغناطيسي به کار مي روند. به دليل ويژگي هاي منحصر به فرد آلياژهاي آهن- نيکل مثل ضريب انبساط حرارتي پايين و خواص نرم مغناطيسي، اين آلياژها کاربرد زيادي در صنعت دارند. در اين تحقيق ابتدا آلياژ آهن- نيکل به روش رسوب دهي الکتريکي با جريان مستقيم و سپس نانوکامپوزيت آهن- نيکل/ کاربيد تنگستن به روش رسوب‌ الکتريکي با جريان مستقيم و پالسي در يک حمام کلريدي ساده توليد شد. اثر اعمال جريان پالس و عواملي چون دما، pH و چگالي جريان روي ترکيب و مورفولوژي محصول و نيز پارامترهايي چون بازده جريان، نرخ توليد و انرژي مصرفي ويژه آن مورد بررسي قرار گرفت. مورفولوژي، ترکيب شيميايي و ساختار ميکروسکوپي نمونه هاي حاصل نيز به ترتيب به وسيله ميکروسکوپ الکتروني روبشي (SEM)، طيف سنج انرژي (EDS) و پراش پرتو ايکس (XRD) شناسايي شد. نتايج حاصله براي رسوب دهي با جريان مستقيم نشان داد با افزايش pH ميزان آهن کاهش و نيکل افزايش يافته است. همچنين مورفولوژي سطح نانوکامپوزيت آهن- نيکل/ کاربيد تنگستن حاصل از جريان پالسي کروي و مورفولوژي نانوکامپوزيت حاصل از جريان مستقيم چندوجهي بود. با افزايش pH بازده جريان و نرخ توليد نمونه هاي نانوکامپوزيتي افزايش و انرژي مصرفي ويژه آن ها کاهش يافت. افزايش دما نيز بازده جريان و نرخ توليد نمونه هاي نانوکامپوزيتي را کاهش و انرژي مصرفي ويژه آن ها را افزايش داد. براي رسوب دهي نانوکامپوزيت ها به روش پالس با افزايش pH نيکل به مقدار کمي افزايش يافت ولي همين تغيير کم نيز تغيير مورفولوژي از کروي به ستاره اي را موجب شد. با افزايش دماي الکتروليت، از 40 تا °C 70، ميزان نيکل از 18 تا 61 درصد وزني افزايش، آهن از 74 تا 21 درصد وزني کاهش و کاربيد تنگستن از 8 تا 18 درصد وزني افزايش يافت. ميزان رفتار غيرعادي در رسوب دهي نيز کاهش يافت. همچنين اثر اعمال جريان پالسي مورد بررسي قرار گرفت به طوري که ميزان Ni/Fe در نمونه حاصل از رسوب دهي الکتريکي جريان پالسي (PC) بيش تر از نمونه حاصل از جريان مستقيم (DC) بود و مورفولوژي يکنواخت تري نيز حاصل شد. بازده جريان، نرخ توليد و انرژي مصرفي ويژه نمونه حاصل از رسوب دهي پالسي در مقايسه با نمونه حاصل از رسوب دهي با جريان مستقيم به ترتيب کم تر ، کم تر و بيش تر بود. زيرا ميزان توليد هيدروژن در روش پالسي بيش تر مي باشد. کلمات کليدي: رسوب دهي الکتريکي، آهن-نيکل، کاربيد تنگستن، پالس، کامپوزيت

ارتقاء امنیت وب با وف بومی