25988

تاثير متغيرهاي فرآيند بر خواص پوشش كامپوزيتي Ni-Ti2AlC به روش آبكاري

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي

1400

1400/9/22

دكتر سعيد رستگاري-دكتر حسين سرپولكي

دكتر محمد ولاشجردي

مواد و متالورژي

ز آنجا كه اخيرا دسته‌ايي از مواد با خواص دوگانه فلزات و سراميك‌ها با نام عمومي مكس فاز‌ها توسعه يافته اند، در اين پژوهش به منظور حفظ هدايت حرارتي، بهبود مقاومت در برابر سايش و افزايش عمر مفيد تجهيزات مسي از ذرات Ti2AlC به عنوان فاز تقويت كننده جهت ايجاد پوشش كامپوزيتي زمينه نيكل روي زيرلايه مسي استفاده گرديد. بنابراين تاثير متغييرهاي مختلف فرآيند آبكاري از جمله چگالي جريان، نوع جريان، فركانس، سيكل كاري، غلظت ذرات تقويت كننده در محلول و دماي حمام آبكاري جهت تعيين مطلوب‌ترين پوشش و نمونه بهينه مورد بررسي قرار گرفت. براي تحليل ساختار و مورفولوژي پوشش از سطح و سطح مقطع نمونه‌ها قبل و بعد از آزمون سايش تصاوير SEM و OM گرفته شد. با انجام آزمون XRDو مشخصه‌يابي فاز‌هاي احتمالي فاز نيكل و ذرات Ti2AlC مشخص گرديد، همچنين اندازه كريستاليت پوشش به كمك الگوي پراش اشعه ايكس و معادله ويليام سون-هال تعيين شد. سختي پوشش با استفاده از دستگاه ميكروسختي سنجي ويكرز اندازه‌گيري گرديد و به منظور بررسي خواص مقاومت در برابر سايش از نمونه‌ها آزمون سايش گرفته شد. اعمال جريان پالسي معكوس در مقايسه با جريان پالسي و مستقيم منجر به تشكيل ساختاري همگن‌تر در پوشش گرديد، همچنين سختي پوشش نمونه آبكاري شده با اعمال جريان پالس معكوس Hv421 و سختي پوشش نمونه هاي جريان پالسي و مستقيم به ترتيب Hv350 و Hv290 به دست آمد. سرانجام نمونه 13 با پوشش ‌كامپوزيتي Ni-Ti2AlCو تعيين مقدارمتغييرهاي آبكاري، نوع جريان PRC، فركانس Hz100، چرخه كاري60 %، چگالي جريان A/dm210، غلظت ذرات g/lit15، اندازه كريستاليت nm35، ضخامت پوشش 142‌ميكرومتر و مقدار سختي Hv431 بعنوان نمونه بهينه با بهترين خواص مكانيكي پوشش انتخاب گرديد.

1400/11/13

The influence of process variables on properties of electrodeposited Ni-Ti2AlC nanocomposite coating

12/13/2022 12:00:00 AM

A series of materials with dual properties of metals and ceramics which name of MAX Phases have been developed recently, in this study, particles of Ti2AlC was used on the copper substrate as reinforcing phase Nickel-based composite coating to maintain thermal conductivity, improve abrasion resistance and increase the service life of copper equipment. Therefore, the effect of different parameters of electrodeposition process such as current density, type of current, frequency, working cycle, concentration of reinforcing particles in solution and electrodeposition bath temperature was investigated to determine the most optimal coating and optimal sample. To analyze the structure and morphology of the coating, SEM and OM images were taken from the surface and cross-section of the samples before and after the wear test. XRD test and characterization of possible phases of nickel phase and Ti2AlC nanoparticles were determined. Also, the size of the coating crystallinity was determined using X-ray diffraction pattern and William Son-Hall equation. Coating hardness was measured using Vickers microhardness test and abrasion test was performed to evaluate the wear resistance properties. Finally, sample 13 with Ni-Ti2AlC nanocomposite coating and determination of electrodeposition parameters, type of PRC current, frequency 100Hz, working cycle 60%, current density 10A/dm2, particle concentration 15g/lit, crystal size of 35nm, coating thickness 142μm and hardness 421Hv, was selected with the best mechanical properties. The application of reverse pulse current compared to pulse and direct current resulted in the formation of a more homogeneous structure in the coating (microhardness of sampale 5, 351Hv and sample 12, 290Hv).

فازهاي مكس , آبكاري , آبكاري پالسي

محمد بلورچي

دكتر سعيد رستگاري-دكتر حسين سرپولكي