Skip to main content
SUPERVISOR
Kaivan Raissi,Ahmad Saatchi
کيوان رئيسي (استاد راهنما) احمد ساعت چي (استاد راهنما)
 
STUDENT
Shirin Vardak
شيرين وردک

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مواد
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
Electroless NiP coatings due to their high corrosion and wear resistance, hardness, desirable physical and mechanical properties have introduced as hard coatings. Also composite electroless coatings as new generation of electroless coatings attracted the attention of researchers in the last few decades. Corrosion and wear behavior of electroless composite have been widely studied over the past decades. Essentially, size, type and distribution of co-depoisited particles determine the corrosion and wear resistance of composite coatings. But tribocorrosion of these coatings have not studied widely. As zirconia shows outstanding mechanical properties, it was selected as second phase of NiP electroless composite coatings in this study. Therefore, NiP, NiP-ZrO 2 (5?m size of ZrO 2 particles) and NiP-ZrO 2 (submicron) composite coatings, were deposited from a commercial electroless bath with 40?m thickness. Characterization of coatings was performed by X-ray diffraction, scanning electron microscope and energy dispersive spectroscopy. Tribocorrosion experiments were conducted in 3.5wt% NaCl solution under 10 N normal load and 1800 sliding cycles at 0.5Hz against SiC counter ball at room temperature. Hardness evaluation of coationgs illustrates that hardness of NiP coating increased from 601 to 655(HV1) by co-deposition of ZrO 2 (5?m) particles and decreased to 588(HV1) by co-deposition of submicron particles. Cyclic polarization results shows that current density of NiP coatings increased from 0.28 to 0.61 ?A/cm 2 by co-deposition of ZrO 2 particles and corrosion potential decreasd from -300 to -348 mV Ag/AgCl . Also as a result of ZrO 2 particles co-deposition, pitting potential decreased and repassivation capacity of coatings increased. Corrosion behavior of the coatings was studied by cyclic potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy before and after tribocorrosion tests. In tribocorrosion experiments, the effect of ZrO 2 particles of the coating on open circuit potential, anodic current, friction coefficient and weight loss was evaluated. The results obtained from OCP variation and EIS confirm that the repassivation rate of composite coatings increases during tribocorrosion via separation of zirconia particles. Evaluation of the synergistic effect between corrosion and wear shows that the corrosion resistance of NiP-ZrO 2 (5?m) during sliding is more than NiP coating, but wear resistance of composite coatings is lower than NiP coating. Keywords : Corrosion, Tribocorrosion, NiP-ZrO 2 , Composite, Coating
چکيده پوشش هاي الکترولس نيکل‌فسفر به سبب سختي بالا، مقاومت عالي به خوردگي و سايش، خواص مطلوب مکانيکي و فيزيکي به‌عنوان پوشش هاي سخت، براي مصارف صنعتي شناخته شده‌اند. نسل جديد پوشش‌هاي نيکل فسفر پوشش‌هاي‌کامپوزيتي هستند که در سال‌هاي اخيرمورد تحقيقات خوردگي قرارگرفته‌اند و با توجه به نوع ذره‌ي هم‌رسوب شده افزايش و يا کاهش مقاومت خوردگي آن‌ها گزارش شده‌است، اما در مورد رفتار تريبوخوردگي اين پوشش‌ها مطالعات زيادي صورت نگرفته ‌است. از اين رو با توجه به خواص اکسيدزيرکونيوم (ZrO 2 )، تحقيق حاضر به بررسي رفتارخوردگي و تريبوخوردگي پوشش نيکل‌فسفر?- زيرکونيا پرداخته‌است. رسوب‌دهي پوشش‌هاي‌کامپوزيتي نيکل‌فسفر- زيرکونيا توسط دو حمام الکترولس نيکل‌فسفر با غلظت 5 گرم بر ليتر ذرات زيرکونياي آگلومره (5 ميکرون) و آسياشده (زيرميکرون) انجام شد. مشخصه‌يابي پوشش‌هاي‌ کامپوزيتي توسط پراش اشعه ايکس، ميکروسکوپ الکترون روبشي و طيف سنجي توزيع انرژي انجام شد. نتايج مشخصه‌يابي پوشش‌ها حاکي از آمورف بودن ساختار نيکل فسفرزمينه‌ي پوشش‌هاي‌کامپوزيتي و هم‌رسوبي7/25 درصدي ذرات زيرکونياي اگلومره و 24 درصدي زيرکونياي آسيا شده در پوشش است. نتايج حاصل از آزمون سختي سنجي نمونه ها نشان دهنده ي افزايش سختي پوشش نيکل فسفر از601 به (HV1)‌655 توسط هم رسوبي ذرات زيرکونياي آگلومره و کاهش سختي تا (HV1)‌588 توسط هم رسوبي ذرات زيرکونياي آسياشده است. نتايج آزمون پلاريزاسيون چرخه اي در محلول 5/3 درصد ‌وزني کلريدسديم نشان داد که به واسطه ي کامپوزيت سازي دانسيته جريان خوردگي پوشش نيکل فسفر از ?A/cm 2 28/0 به ?A/cm 2 ‌61/0 افزايش و پتانسيل خوردگي ازmV Ag/AgCl 300- به mV Ag/AgCl 348- کاهش يافته است. همچنين پتانسيل حفره دارشدن پوشش‌ هاي‌کامپوزيتي نسبت به پوشش نيکل فسفرکاهش و توانايي رويين شدن مجدد پوشش ها افزايش يافته است. آزمون‌هاي تريبوخوردگي توسط دستگاه تريبومتر گلوله روي صفحه، تحت بار نرمال10 نيوتن، فرکانس 5/0 هرتز در محلول 5/3 درصد‌وزني کلريدسديم تحت شرايط پتانسيل مدارباز، ‌پلاريزاسيون آندي و کاتدي صورت گرفت. نتايج حاصل از آزمون هاي تريبوخوردگي توسط روش اندازه گيري پتانسيل خوردگي و آزمون طيف‌سنجي امپدانس الکتروشيميايي قبل و بعد از آزمون تريبوخوردگي حاکي از افزايش نرخ رويين شدن مجدد پوشش‌هاي‌کامپوزيتي حين سايش بر اثر جدا شدن ذرات زيرکونيا بود. آزمون تريبوخوردگي آندي درپتانسيل mV Ag/AgCl 100- به ‌منظور بررسي رفتار تريبوخوردگي پوشش‌ها انجام شد و پوشش‌کامپوزيتي حاوي ذرات زيرميکرون بيشترين و پوشش‌کامپوزيتي حاوي ذرات آگلومره کمترين ‌دانسيته‌جريان را ايجادکردند. جزئيات اتلاف جرم به‌دست آمده‌ي پوشش‌ها نشان داد که در مورد پوشش نيکل‌فسفر، خوردگي 69% از سهم هم افزايي خوردگي و سايش را تشکيل مي دهد درحالي که در مورد پوشش نيکل‌فسفر-زيرکونيا (5ميکرون)، سايش77% از سهم هم افزايي خوردگي و سايش را تشکيل مي دهد. بنابراين در فرآيند تريبوخوردگي، خوردگي مي‌تواند به‌عنوان عامل اصلي اتلاف جرم پوشش نيکل فسفر و سايش به‌عنوان عامل اصلي اتلاف جرم پوشش‌کامپوزيتي نيکل‌فسفر-زيرکونيا(5ميکرون)، درنظرگرفته شود، درحالي که شدت فرآيند خوردگي در پوشش‌کامپوزيتي نيکل‌فسفر-زيرکونيا(زيرميکرون) شرايط محاسبه جزئيات اتلاف جرم را غيرممکن مي‌سازد. کلمات کليدي : خوردگي، تريبوخوردگي، نيکل‌فسفر-زيرکونيا، کامپوزيت، پوشش.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی