Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmood Monir-vaghefi
سیدمحمود منیرواقفی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Ali Ajalloueian
علی اجل لوئیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Investigation of surface properties of single layer Ni-P and Ni-B and duplex NiB-NiP coating on the aluminium 5052 substrate and evaluation its corrosion resistant and hardness
In this research, surface properties of single layer NiP and NiB and hybrid NiB/NiP coating were applied successfully on Al 5052 substrate. NiP and NiB coatings were applied by electroless plating method and in acidic and basic bath, respectively. NiP with different phosphorou content obtained in acidic bath by varying the pH in the range of 3.9 to 6.5 that leads to high, medium and low phosphorous content in the NiP coating but with the same thickness of 30 ?m. On the other hand to obtain NiB coating in basic bath, pH were set 13 and adjust the parameter to take NiB coating as the same thickness of NiP coating.in order to obtain hybrid coating of NiB/NiP , two basic and acidic bath were applied respectively with the 15 ?m thickness for each layer and overall thickness of 30 ?m. Evaluating the surface properties were studied by using Scanning Electron Microscope (SEM), Optical Microscope(OM), Vickers microhardness testing machine, X-ray diffraction analysis and corrosion testing machine. The result of evaluating the surface morphology of NiP coating with different in phosphorous content indicates that increasing in phosphorous content of coating leads to finer cauliflower morphology and lower roughness. On the other hand NiB morphology were studied and same result as NiP coating were obtained. However NiB coatings porosity and roughness are more because of its high deposition rate. Studies show that in NiP coatings , increase in phosphorous content from low phosphorous (3.8% wt) to medium phosphorous (6.75 % wt) decrease corrosion resistant characters of density and potential from 3.45 ?A/cm2 and -379 mV to 8.9 ?A/cm2 and -478 mV, respectively. More increase in phosphorous content until high phosphorous leads to extreme enhance in corrosion characters to 1.2 ?A/cm2 and -270mV. Hardness of coating also were investigated in the NiP coating with low, medium and high phosphorous and show 680, 590, 478 HV, respectively. Decrease in phosphorous content leads to increase in hardness which refers to coating structure. Low phosphorous was completely crystalline, medium was semi amorphous semi crystalline and high was completely amorphous. NiB hardness was 710 HV which is better than NiP coating in all phosphorous content. hardness of coatings also changed by duplexing them in which NiB/NiP(medium P) and NiB/NiP(low P) hardness decrease by duplexing to 564 and 580 HV but NiB/NiP(high P) hardness increase to 730 HV. Among the monolayer and duplex coating, NiB/NiP(high P) coating had the highest hardness value (about 730 HV) and lowest corrosion density (about 0.72 ?A/cm2) which indicated it as the best coating. Key words : Electroless coating, hybrid coating, duplex coating, Ni-P, Ni-B, corrosion resistant
در تحقیق حاضر خواص سطحی پوشش های الکترولس نیکل فسفر و نیکل بور و خواص پوشش های دوگانه نیکل بور / نیکل فسفر با هدف بهبود رفتار خوردگی و سختی آنها مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. به این منظور از زیر لایه آلومینیوم آلیاژی گروه 5052 استفاده گردید. آلومینیوم و آلیاژهای آن به دلیل برخورداری از خواص مناسبی همچون مقاومت به خوردگی مناسب، چگالی کم و نسبت به استحکام به وزن مناسب کاربرد زیادی در صنایع گوناگون پیدا کرده است. در عین حال آلومینیوم آلیاژی گروه 5052 به دلیل خواص خوردگی مناسب تر نسبت به سایر گروههای آلیاژی آلومینیوم به منظور استفاده در صنایع و مواردی که در محیط های خورنده وجود دارد بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. جهت ایجاد پوشش های تک لایه نیکل فسفراز حمام اسیدی استفاده گردید. pH این حمام اسیدی بسته به میزان فسفر مورد نیاز از 9/3 تا 5/6 انتخاب گردید که این تغییر pH موجب ایجاد پوشش های فسفر کم ، فسفر متوسط و فسفر زیاد شد. از طرف دیگر جهت ایجاد پوشش تک لایه نیکل بور از حمام قلیایی با pH حدود 13 استفاده شد . ضخامت پوشش های نیکل فسفر و نیکل بور بر روی زیر لایه در حدود 30 میکرون ایجاد شد .همچنین به منظور ایجاد پوشش های هیبریدی ، نمونه های آلومینیومی پس از آماده سازی های اولیه و قرارگیری در حمام نیکل بور و اعمال ضخامتی حدود 15 میکرون از حمام الکترولس نیکل بور خارج شده و وارد حمام الکترولس نیکل فسفر شدند. پوشش گیری در حمام نیکل فسفر تا استحصال ضخامت 15 میکرون از پوشش نیکل بور ادامه یافته و پس از رسیدن مجموع ضخامت پوشش ها به حدود 30 میکرون نمونه ها از حمام خارج گردیدند . خواص سطحی پوشش ها شامل خوردگی ، مورفولوژی و سختی پوشش ها با یکدیگر مقایسه شده و نتایج مورد تحلیل و بررسی قرار گرفتند. جهت انجام این بررسی ها از تجهیزات میکروسکوپ نوری ، میکروسکوپ الکترونی روبشی ، دستگاه پراش پرتو ایکس ، سختی سنج ویکرز و دستگاه آزمون خوردگی استفاده شد. نتایج بررسی ها نشان داد که در پوشش های نیکل فسفر با افزایش فسفر پوشش از فسفر کم تا فسفر متوسط رفتار خوردگی پوشش تنزل یافته به طوری که پوشش های نیکل فسفر متوسط با دانسیته 9/8 میکرو آمپر بر سانتی متر مربع رفتار خوردگی پایین تری از پوشش های نیکل فسفر کم با دانسیته 45/3 دارند ولی با افزایش بیشتر فسفر و رسیدن پوشش به پوشش فسفر زیاد ، رفتار خوردگی بسیار ارتقا یافته و ما شاهد بهترین عملکرد خوردگی در این پوشش در بین پوشش های تک لایه نیکل فسفر و نیکل بور با دانسیته 2/1 بودیم. در میان پوشش های هیبریدی نیز پوشش دوگانه نیکل بور/ نیکل فسفر زیاد رفتار خوردگی بهتری از خود نشان می دهدو هیبریدی کردن پوشش موجب بهبود خواص خوردگی پوشش شده است. از طرف دیگر در پوشش های تک لایه نیکل فسفر و نیکل بور ، پوشش نیکل بور سختی بیشتری از خود نشان می دهد و دارای سختی 710 ویکرز می‌باشد و در بین پوشش های نیکل فسفرنیز پوشش فسفر کم با سختی 680 ویکرز رفتار سختی بالاتری از خود نشان داد ولی در میان کل پوشش های تک لایه و هیبریدی بهترین عملکرد را پوشش نیکل بور / نیکل فسفر زیاد با سختی 730 ویکرز و دانسیته خوردگی 72/0 میکرو آمپر بر سانتی متر مربع از خود نشان داد. کلمات کلیدی: آلومینوم، پوشش دهی الکترولس، نیکل فسفر، نیکل بور.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی