18494

۱۸۴۹۴

تأثير متغيرهاي فرآيند بر رفتار خوردگي پوشش نانو كامپوزيتي Ni-W-TiC به روش آبكاري

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد فلزي

بهمن ماه ۱۳۹۶

دكتر سعيد رستگاري

مواد و متالورژي

در اين پژوهش پارامترهاي مؤثر بر ساختار پوشش نانو كامپوزيتيNi-W با ذرات نانو سايز TiC كه روي زيرلايه فولاد كم كربن به روش آبكاري پالسي ايجاد شد، مورد بررسي قرار گرفت. آبكاري پالسي در دماي c° 70 به مدت 1ساعت در مقادير متفاوت فركانس، سيكل كاري، غلظت نانو ذرات TiC در الكتروليت انجام شد و تأثير اين پارامترها بر ويژگي¬هاي پوشش حاصل مورد بررسي قرار گرفت. به منظور بررسي ميكروساختار و نحوه توزيع نانو ذرات TiC در پوشش از ميكروسكوپ الكتروني روبشي(SEM) استفاده شد. با انجام آناليز XRD اندازه كريستاليت به كمك الگوي پراش اشعه حاصل و معادله شرر تعيين شد و در نهايت براي تعيين مقاومت به خوردگي پوشش¬ها از دو آزمون پلاريزاسيون و طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي استفاده شد. نتايج بدست آمده نشان دادند كه پوشش نانوكامپوزيتي Ni-W-TiC ايجاد شده در فركانس پالسHz 1000، سيكل كاري %80، چگالي جريان متوسط 10A⁄〖dm〗^2 و غلظت ذرات TiC g/L 5 پوشش ايجاد شده با شرايط آبكاري بهينه است. مقدار ذرات TiC ملحق شده به اين پوشش %.wt5/3، اندازه كريستاليت آن nm 16 و ميكروسختي آن Hv 947 بود. الحاق نانو ذرات TiC موجب كاهش اندازه كريستاليت پوشش نانو كامپوزيتي Ni-W-TiC نسبت به پوشش آلياژي Ni-W و افزايش ميكروسختي آن شد. با افزايش فركانس پالس و سيكل كاري مقاومت به خوردگي پوشش نانو كامپوزيتي Ni-W-TiC افزايش پيدا كرد. در بين پوشش¬هاي ايجاد شده با غلظت مختلف ذرات TiC، پوشش با غلظت ذرات TiC g/L 5 داراي بيش¬ترين مقاومت به خوردگي بود. پوشش نانوكامپوزيتي Ni-W-TiCايجاد شده با جريان پالسي نسبت به پوشش نانوكامپوزيتي Ni-W-TiC ايجاد شده با جريان مستقيم و پوشش آلياژي Ni-W مقاومت به خوردگي بالاتري را نشان داد. واژه‌هاي كليدي: آبكاري پالسي، فركانس، سيكل كاري، چگالي جريان متوسط، غلظت نانو ذرات TiC، مقاومت به خوردگي، پوشش نانوكامپوزيتي Ni-W-TiC.

1396/11/29

2/18/2018 12:00:00 AM

In this study, the effective parameters on the Ni-W nanocomposite coating structure with TiC nanoparticles which was produced on low carbon steel substrate by means of pulse electroplating was investigated. Pulse electroplating was performed at 70 ° C for 1 hr at different frequency, duty cycle, TiC nanoparticles concentration in electrolyte and effect of these parameters on properties of coating was investigated. Microstructure of the coatings and dispersion of TiC nano-particles were studied by scanning electron microscopy (SEM). Crystallite size was calculated using X-ray diffraction patterns by the Scherrer equation. Finally the polarization and electrochemical impedance methods were applied to measure the corrosion resistance properties of the nanocomposite coatings in 3.5% NaCl solution. The results showed that the pulse frequency of 1000 Hz, duty cycle of 80%, average current density of 10 A/dm2, and TiC nano-particle concentration of 5 g/L were the optimum plating conditions. The amount of TiC nano-particles incorporated into the coating that were produced under the optimum plating conditions was 3.5 wt.%; also, the crystallite size of this coating was 16 nm and the micro-hardness was 947 Hv. Incorporation of TiC nanoparticles reduced crystallite size and increased microhardness of Ni-W-TiC nanocomposite coating compared to Ni-W alloy coatings. By increasing the pulse frequency and duty cycle, the corrosion resistance of Ni-W-TiC nanocomposite coating increased. Among the coatings prepared with different concentrations of TiC particles, the coating with a concentration of TiC 5 g/L particles had the highest corrosion resistance. The Ni-W-TiC nanocomposite coating produced by the pulsed current compared to Ni-W-TiC nanocomposite coatings produced by direct current and Ni-W alloy coating showed higher corrosion resistance. Keywords: pulse electrodeposition, duty cycle, frequency, average current density, TiC nanoparticles concentration, corrosion resistance, Ni-W-TiC nanocomposite coating.