Skip to main content
SUPERVISOR
Mohmmad ali Golozar,Kaivan Raissi
محمدعلي گلعذار (استاد راهنما) کيوان رئيسي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Marzieh Kishan Roodbary
مرضيه کيشان رودباري

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388

TITLE

Effect of W Alloying Element on Tribocorrosion Behaviour of Ni Nanocrystalline Coatings
Nickel and nickel-tungsten nanocrystalline coatings were electrodeposited using direct current in a Watts-type bath on copper substrates. Deposition current densities were 2.5, 15 and 50 mA.cm -2 . The change of morphology, orientation and grain size of the coatings as a function of deposition current density were studied. Results obtained demonstrated that an increase in the deposition current density led to a change in orientation of grains from {220} to {200}; the morphology was changed from spherical to mixed morphology (pyramidal and blocky) by increasing the current density. For both coatings, the grain size increased by increasing the deposition current density. An increase in the deposition current density caused a reduction in the microhardness of coatings. It also reduced the tungsten content in Ni-W coatings. Moreover, it showed that the microhardness of Ni-W coating depends on tungsten content i.e. by increasing W content, the microhardness was increased. Tafel polarization test results showed that a decrease in grain size led to a decrease in the corrosion resistance of Ni coatings. On the other hand, it was observed that progressive addition of W to Ni coatings decrease the corrosion resistance and then increase it as W content beyond 15%. A reduction in grain size led to a decrease in passivation current density; Ni-W coatings have major passivation current density proportion to Ni coatings but with increasing tungsten for the reason of decrease in grain size, passivation current density of this coatings decreased. It was also observed that morphology is more effective than grain size on corrosion properties of Ni-W coatings. The grain size had a significant effect on corrosion and passive behavior of the coatings. EIS test results at OCP showed that the passive film forms on Ni and Ni-W coatings , surface in 10wt% NaOH. The tribocorrosion test results at OCP showed that Ni and Ni-W coating are able to repassivate in 10wt% NaOH solution. The wear mechanism of coatings during the tribocorrosion tests is believed to be abrasive. The wear particles and delaminated materials tend to accumulate onto the alumina slider, causing abrasive wear and roughening of the wear track surface. In tribocorrosion tests, the gradual positive shift in potential was observed for Ni coatings during the sliding, indicating a higher passivation rate. A different tribocorrosio behavior was observed by introducing tungsten alloying element. The volume loss decreased by increasing the microhardness, although the repassivation tendency was reduced during sliding. At OCP , the increase in microhardness, due to the presence of tungsten, leads to an improvement in tribocorrosion behavior of Ni coatings. Ni coatings showed a lower resistance to tribocorrosion, most probably due to the lower microhardness. In the passive state, the increase in the passive current density and decrease in the passivation rate, caused by the presence of tungsten, leads to an increase in the volume loss due to corrosion. This was true in the absence or presence of wear. However, tungste results in an increase in microhardne but by creating more oxide particles during wear, it increases the amount of mechanical wear via abrasive wear. Keywords : Nickel, Nickel-Tungsten, Electrodeposition, Nanocrystalline, Corrosion, Tribocorrosion
چکيده در اين تحقيق به منظور بررسي تاثير عنصر آلياژي تنگستن بر رفتار تريبوخوردگي پوشش هاي نانوکريستال نيکل، اين پوشش ها از حمام واتز توسط جريان مستقيم رسوب داده شدند. پوشش‌دهي در دانسيته جريان‌هاي 5/2، 15وmA.cm -2 50 بر روي زير‌لايه مسي انجام شد. تغييرات مورفولوژي، جهت گيري دانه ها و اندازه دانه پوشش‌ها با تغيير دانسيته جريان پوشش‌دهي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج بررسي‌ها نشان داد که با افزايش دانسيته جريان پوشش‌دهي جهت گيري دانه هاي پوشش از {220} به {200} و مورفولوژي ا ز کروي به مخلوطي از مورفولوژي‌هاي هرمي و بلوکي تغيير يافت. اندازه دانه پوشش ها با افزايش دانسيته جريان پوشش دهي افزايشو درصد تنگستن پوشش با افزايش چگالي جريان کاهش يافت. ارزيابي سختي پوشش ها نشان داد که با افزايش اندازه دانه سختي کاهش مي يابد. همچنين مشخص شد که سختي پوشش هاي نيکل – تنگستن تابع درصد تنگستن مي باشد. نتايج آزمون پلاريزاسيون تافل انجام شده در محلول 10 درصد وزني هيدروکسيد سديم نشان داد که کاهش اندازه دانه منجر به افت مقاومت به خوردگي پوشش ها مي شود. از طرفي مشخص شد که تنگستن منجر به افت مقاومت به خوردگي پوشش هاي نيکل مي شود، ليکن نرخ خوردگي پوشش هاي نيکل – تنگستن با افزايش درصد تنگستن کاهش مي يابد. کاهش اندازه دانه منجر به کاهش دانسيته جريانروئين شدن شده و از طرفي پوشش نيکل-تنگستن دانسيته جريان روئين شدن بيشتري نسبت به پوشش هاي نيکل دارد ولي با افزايش تنگستن به دليل کاهش اندازه دانه، دانسيته جريان روئين شدن اين پوشش ها کاهش يافت. نتايج بررسي هاي الکتروشيميايي انجام شده با استفاده از روش طيف سنجي امپدانس الکتروشيميايي ( EIS ) در محلول 10 درصد وزني هيدروکسيد سديم حاکي از حضور فيلم روئين بر سطح پوشش ها در شرايط پتانسيل مدار باز ( OCP ) بود. نتايج آزمون تريبوخوردگي در شرايط OCPنشان داد که پوشش هاي نيکل و نيکل – تنگستن در محلول 10 درصد وزني هيدروکسيد سديم توانايي زيادي براي روئين شدن مجدد دارند. مکانيزم سايش براي تمامي نمونه ها در حين آزمون تريبوخوردگي عمدتاً به صورت خراشان بود. در شرايط OCP، تنگستن به دليل افزايش سختي و عليرغم افزايش نرخ خوردگي، منجر به بهبود رفتار تريبوخوردگي شد. در شرايط پلاريزاسيون آندي، تنگستن به دليل افزايش دانسيته جريان روئين شدن و کاهش نرخ روئين شدن، منجر به افزايش کاهش حجم ناشي از خوردگي در عدم حضور و حضور سايش شد و اگرچه تنگستن منجر به افزايش سختي پوشش شده است ليکن بواسطه ايجاد ذرات اکسيدي بيشتر در حين سايش احتمالاً مقدار سايش مکانيکي را از طريق سايش خراشان افزايش داده است. لذا کاهش حجم بواسطه حضور عنصر تنگستن در شرايط پلاريزاسيون آندي افزايش يافت. کلمات کليدي: نيکل، نيکل-تنگستن، رسوب الکتريکي، نانوکريستال، خوردگي، تريبوخوردگي.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی