نشریه پیام آبکار – بهار ۱۳۹۴

پوششهاي کامپوزيت نيکل الکترولس

(قسمت اول)

تهيه و تنظيم:

حامد رحماني

دانشجوي کارشناسي مهندسي متالورژي صنعتي، دانشگاه خواجه نصيرالدين طوسي

شيرين بقايي

دانشجوي کارشناسي ارشد مهندسي مواد، دانشگاه خواجه نصيرالدين طوسي

محمود علي اف خضرايي

نويسنده مسوول، استاديار خوردگي و حفاظت از مواد

دانشگاه تربيت مدرس، دانشكده فني و مهندسي

فرآيندهاي رسوب فلز بر پايه پوشش آلياژي وکامپوزيتي نيکل الکترولس، در سطوح مختلف علاقه محققان را به خود جلب کرده و امکان ساخت آنها با خواص مطلوب از وجوه قابل اشاره در اين زمينه است. اين پوششها مقاومت به خوردگي و سايش خوبي دارند و کاربردهاي آنها در سطوح محتلف توسعه يافته است. اين مقاله در مورد جزييات کامپوزيتها، ساختار و ويژگي هاي سطحي، خصوصيات وکاربردهاي جديد و مختلف پوششهاي کامپوزيتي نيکل الکترولس بحث مي کند.

هم رسوبي مواد (ذرات سخت يا غير فلزي) با پوششهاي الکترولس، به عنوان پوششهاي کامپوزيت الکترولس نامگذاري مي شود.کامپوزيتهاي مقاوم به سايش مي توانند با استفاده از هم رسوبي مواد با اندازه ريز و يکنواخت توليد شوند.

ذرات سخت مثل، الماس – کاربيد سيليسيم، آلومينيم اکسيد، روغن و روان کننده جامد هايي مثل ذرات پلي تترا فلور و اتيلن هم رسوبي شده اند. ذرات ريز ديگر اجزاء بين فلزي و کربن مي توانند در زمينه نيکل - فسفر و نيکل - بور الکترولس پخش شوند.

پوششهاي کامپوزيت الکترولس در ابتدا به راحتي رسوب نمي کردند و معمولاً موجب تجزيه ي حمام مي شدند. پخش شدن ذرات ريز سطح تماس حمام الکترولس را حدود 800-700 بار بيش تر از حمام الکترولس نرمال مي کند که اين باعث ناپايداري حمام مي شود.

با کمک پايدار سازهاي مناسب، پوشش کامپوزيت نيکل الکترولس تهيه شد. بر خلافِ رسوب همزمان الکتروليتي، پوشش هاي الکترولس، سطح زيرلايه را منعکس مي کنند و احتياجي به عمليات آماده سازي بعدي قطعه ندارند.[1.2]

اين پوشش با استفاده از ضربه و قرار دادن ذرات روي سطح قطعه کار ايجاد شده است و محيط ثانويه اين ذرات، با زمينه نيکل- فسفر، هيچ پيوند مولکولي بين زمينه فلزي و ذرات ريز غير مرتبط ايجاد نمي کند.گاگليلمي، يک مدل رياضي براي پردازش رسوب الکتروليتي پوششهاي کامپوزيتي پيشنهاد داد. نتايج تجربي با مکانيزم پيشنهادي گاگليلمي، همخواني دارند. [3] گروسجين و همکاران، از تنظيمات تجربي براي توليد پوششهاي کامپوزيت نيکل - سيليسيم استفاده کردند که در شکل 1 نشان داده شده است. [4]

در اين روش مخلوط کردن از طريق يک جريان مايع با يک پمپ گريز از مرکز به وجود مي آيد و از يک سيستم آبشاري استفاده شده است. سپس، مسير گردش حمام از بالا تا پايين يک جريان افقي مايع را روي سطح نمونه ايجاده کرده است. اين نمونه ازجريان، با مسير گردش به بالا هم زدن را انجام مي دهد و مزيت نگه داشتن ذرات به صورت معلق در محلول را دارد. ترکيبات نوعيِ نيکل الکترولس -پلي تترافلورواتيلن و نيکل الکترولس-کاربيد و نيکل الکترولس-تيتانيا و سيليکات نيکل الکترولس- حمام کامپوزيت و شرايط آبکاري در جدول 1 آورده شده است. محدوده ابعاد ذرات از زير ميکرون آلومينا و پلي تترا فلور و اتيلن تا الماسهاي µm 5 است.[5] براي بدست آوردن بهترين اختلاط بين ذرات و زمينه ي نيکل- فسفر الکترولس، اندازه ذرات بايد کوچک باشد، در اين صورت زمينه به طور محکم مي تواند آنها را در خود نگه دارد. [6]

آپاچيتي [7] نشان داد که ذرات آلومينيم فسفيد به شکل کروي اختلاط بهتري نسبت به شکلهاي بي قاعده دارند. تفاوت شکل ذرات همچنين به جهت نوع نهايي رسوب بستگي دارد. سطح هاي بسيار خشن و بسيار صاف به ترتيب در نتيجه ذرات با زاويه زياد و گرد ايجاد شده اند. ذراتي مثل کاربيد سيليسيم [8،7] و کاربيد کروم، زيرکنيا و آلومينيا، گرافيت و پلي تترا فلور و اتيلن [9] توسط محققان بررسي شده اند. نيازهاي اساسي پوششهاي کامپوزيت نيکل الکترولس در زير خلاصه شده اند:

پايداري حمام

پخش شدن ذرات ظريف، سطح تماس را افزايش مي دهد و باعث تجزيه ي حمام مي شود. [6]

تلاطم

ذرات سخت مثل الماس، کاربيد سيليسيم و آلومينا با استفاده از هم زدن معلق نگه داشته مي شوند و در رسوب پنهان مي شوند. توصيه مي شود که اشيايي که چرخيده يا وارونه شده اند به گونه اي قرار گيرند که همه قسمتهاي سطح به طور منظم رو به بالا باشند. هم زدن و مخلوط کردن يک فاکتوري کليدي در آبکاري است. [11 و 10]

اندازه ذرات

ذرات با شکل و اندازه مناسب بايد در حلا، غير قابل حل باشند و مستقل از آلودگي هاي سطحي و به طور معلق در حمام نگه داشته مي شوند. اندازه ذرات نقشي حياتي در رسوب بازي مي کند. [7]

غلظت ذرات

در غلظت هايي فراتر از غلظت هاي بحراني، امکان آگلومراسيون ذرات فاز ثانويه به خاطر کاهش فاصله جزيي بين آنها، و در نتيجه جدايش بين ذرات به وجود آمده، موجب اشباع يا کاهش ناچيز در ميزان اختلاط مي شود. غلظت در پراکندگي ذرات در رسوب خيلي مهم است. [31-12 ]

مواد فعال در سطح

اين مواد افزودني مخصوصاً دراختلاط ذرات نرم مثل پلي تترا فلورو اِتيلن (پلي تترا فلور و اتيلن ) گرافيت و دي سولفيد موليبدن، مهم هستند. مواد فعال در سطح در اختلاط ذرات فاز دوم، نقشي اساسي بازي مي کنند. [15 و 14]

همانگونه که در بالا ذکر شد، غلظت ذرات پراکنده شده در حمام نيکل الکترولس در تأثير ميزان اختلاط نقش اساسي ايفا مي کنند. هر کامپوزيتي خواص خاص خودش را دارد. 25-20 درصد حجمي سيليسيم کاربيد مي تواند منجر به ماکزيمم سختي شود که از سختي پوشش آلياژ نيکل- فسفر بيشتر است که 25-20 درصد حجمي پلي تترا فلور و اتيلن مي تواند باعث کاهش اصطکاک بين قطعات مهندسي آبکاري شده شود. اين کامپوزيتها، از نوع استانداردهاي تجاري هستند، مخصوصاً وقتي که مقاومت به سايش يا ضريب اصطکاک کم لازم باشد.

گرافيت، جايگزيني مناسب براي پلي تترا فلور و اتيلن است، اما به نظر مي رسد که پلي تترا فلور و اتيلن کاربرد صنعتي دارد [16]. سديم دودسيل سولفات براي افزايش پراکندگي و خاصيت تر شوندگي ذرات سيليسيم کاربيد استفاده شده است.گروسجن و همکاران نشان دادند که با افزودن ماده Foraface 500، حجم هم رسوبي ذرات سيليسيم کاربيد مي توانند از 19 به 53 درصد برسد.[17]

گر وهونگ پيشنهاد کردند که، افزايش مواد فعال سازسطحي، ميزان اختنلاط بيشتري از ذرات پلي تترا فلور و اتيلن را امکان پذير مي کند و غلظت آنها در حمام بحراني است. [15]

از مطالب بالا به اين نکته پي برده مي شود که چندين فاکتور در اختلاط ذرات فاز دوم در زمينه فسفر- بور نيکل الکترولس، تحت شرايط واقعي، تأثير مي گذارد.گر و همکاران [18] دو نوع مواد فعال سطح، يعني ستيل تري متيل آمونيوم بروميد و FC134 در آبکاري نيکل- فسفر - پلي تترا فلور و اتيلن را مورد مقايسه قرار دارند. تغيير ترکيب پوشش شديداً به واکنش پذيري کاتدي ذرات فعال در سطح که به زير لايه ها در مراحل اوليه بستگي دارد، مربوط مي شود.

وقتي که واکنش پذيري کاتدي مواد فعال در سطح بيشتر است، در يک زمان ذرات پلي تترا فلور و اتيلن به راحتي در محلول، نشانده مي شوند. ظرفيت حجمي پلي تترا فلور و اتيلن با رشد محلول پوشش افزايش مي يابد.

وقتي که واکنش پذيري کاتدي مواد فعال سطح روي يک لايه کمتر از آن روي لايه رسوب يافته است افزايش ظرفيت کسر حجمي پلي تترا فلور و اتيلن با رشد لايه هم رسوبي، مي تواند چسبندگي خوبي بين زير لايه و لايه هاي هم رسوبي تأمين کند.

افزودن پلي تترا فلور و اتيلن و نوع مناسب و غلظت مواد فعال سطح پراکندگي يکنواخت ذرات پلي تترا فلور و اتيلن را در زمينه نيکل- فسفر ايجاد کرده است.

ستيل تري متيل آمونيوم بروميد و پلي و نيل پرو و ليدون موجب پراکندگي همگن براي ذرات پلي تترا فلور و اتيلن در پوشش مي شوند، در حالي که سديم دودسيل سولفات، اين کار را نمي کند [19].

درصد وزني ذرات نرم و سخت هم رسوبي در نيکل- فسفر يا بورالکترولس مي تواند از طريق حل کردن يک وزن مشخص از رسوب در نيتريک اسيد و سپس فيلتر کردن ذرات از طريق يک غشاءِ 0.1 ميکرومتري تعيين شود.[20]

روشهاي بسيار ديگري براي تعيين سطح اختلاط ذرات فاز دوم در زمينه هاي نيکل / فسفر / بور الکترولس مثل آناليزور ريز کاوشگر الکتروني براي اختلاط اکسيد کروم (Cr2O3 )[21] و سطح مقطع پوشش با استفاده از آناليز تصوير توسط بوزيني و توسط بنا- مانوز و استرافيلين و همکاران پيشنهاد شده است[22و27و24].

يو و ژانگ، پيشنهاد استفاده از آناليزور يا تجزيه و تحليل نشر طيف را که به طور مستقيم، پوشش سطح را تعيين کند، مطرح کردند. همچنين لوسيوکز و همکاران روش شمارش ذره را توسط مورفولوژي سطح پوشش پلي تترا فلور و اتيلن / نيکل الکترولس-تيتانيا استفاده کرده اند[25] اين روش مي تواند براي تشخيص ميزان اختلاط ذرات در پوششهاي کامپوزيت الکترولس مفيد باشد.

ساختار

اختلاط ذرات سريا و نيتريد سيليسيم و تيتانيا، ساختار زمينه رسوب نيکل- فسفر الکترولس را تغيير نمي دهد[26]. اما، اختلاط ذرات بور کاربيد، بر جهت بلورهاي نيکل بدون تأثير بر ابعاد بلور، تأثير مي گذارد. نيکل در لايه هايي با ذرات بور کاربيد، تمايل به جهت گيري کمتري دارد. [22]

بالا راجو و رجم [27] مشاهده کردند که اختلاط ذرات نيتريد سيليسيم در زمينه نيکل- فسفر، ساختار پوشش کامپوزيتي را تحت تأثير قرار نمي دهند.

آپاچيتي و همکاران بازتاب سيليسيم کاربيد را در الگوي پراش اشعه ايکس پوشش کامپوزيت الکترولس نيکل- فسفر- سيليسيم کاربيد رسوب اوليه مشاهده کردند که مي تواند به خاطر مقدار بيشتر ذرات رسوب اوليه باشد(تقريبا 7 درصد وزني). جياقيانگ و همکاران، اختلاط ذرات سيليسيم کاربيد را در زمينه نيکل- فسفر الکترولس جايي که پوشش به صورت بلور نيکل، نيکل فسفيد و نيکل سيليسيد متبلور مي شود را مشاهده کردند. همچنين بعد از عمليات حرارتي به مدت 1 ساعت در دماي C˚400 پس از عمليات حرارتي در دماي C˚600، هيچ پيک پراش خاصي براي سيليسيد نيکل وجود ندارد. مگر سيليسيد نيکل که به شبکه نيکل خيلي نزديک باشد. [29]

محصولات نهايي تبلور، واکنش پوششهاي کامپوزيتي نيکل و نيکل فسفيد و نيکل سولفيد و کربن آزاد بودند.

سختي، اصطکاک، مقاومت به سايش و خراش

ادعا شده که اين دسته از پوششهاي کامپوزيتي، براي وسايل و ابزار استفاده شده در دماهاي محيط، مثل قالبها، اکسترودهاي تغيير شکل پلاستيک، الگوهاي مواد، جعبه هاي ريخته گري، قالبهاي آهنگري و قالب ريخته گري آلياژهاي روي، از نظر خواص سختي پيشرفتهاي بسياري داشته اند. سختي متوسط پوششهاي کامپوزيتي نيکل- فسفر در جدول 2 ارائه شده است.

ميزان ذرات هم رسوبي، مقدار فسفر زمينه و عمليات حرارتي، سختي اين پوشش ها را تعيين مي کنند. سختي پوشش، با افزايش ذرات سختي مثل (سيليسيم کاربيد و سليسيم نيتريد) افزايش مي يابد [22.27.29] اگرچه سختي با ذرات نرم مثل پلي تترا فلور و اتيلن کاهش مي يابد [30]. در اصل ذرات سخت مسئول افزايش سختي، در همه مقادير فسفر [14-2] هستند.

تأثير عمليات حرارتي روي سختي در پوشش کامپوزيتي، روندي شبيه به رسوب معمولي الکترولس نيکل- فسفر دارد. افزايش سختي تا دمايC˚400 به خاطر رسوب سختي و تشکيل فاز ميان فلزي نيکل فسفيد است. در بالاي C˚410 سختي به خاطر کاهش عيوب شبکه و درشت شدن ذرات نيکل فسفيد کاهش مي يابد[31].

دانگ و همکاران گزارش مي دهند که ذرات نانو سيليکا باعث ارتقا محسوسي در خواص مکانيکي پوشش الکترولس نيکل- فسفر و عمدتاً باعث افزايش زياد در سختي (در دماي C ˚400) و مقاومت سايشي شدند. [32]

چن و همکاران [20] روش جديدي براي پوشش کامپوزيتي نيکل -فسفر-تيتانيا از طريق اضافه کردن سل تيتانيا به محلول آبکاري الکترولس قراردادي ايجاد کردند. ريز سختي به طور مشخص از HV 710 پوشش قراردادي نيکل -فسفر -تيتانيا به HV1025 ارتقا پيدا کرد.(جدول 2)

پوششهاي کامپوزيتي TiO2-Ni-Zn-P ، ريز سختي بيشتري نسب به آلياژ نيکل- فسفر- روي خالص نشان مي دهند.[ 33]

اصطکاک، مقاومت در مقابل حرکت است، وقتي که قطعات روي هم مي لغزند [34] به وسيله پوششها، سطح مي تواند روان سازي خشک شود. در رسوب الکترولس نيکل- فسفر خاصيت روان سازي طبيعي فسفر، يک خاصيت خوب روانسازي را تعيين مي کند.

با اين حال تحت شرايط غير روان کاري شده، اصطکاک طولاني مدت باعث شکست در اثر سائيدگي در رسوب هاي الکترولس نيکل- فسفر مي شوند. اما رسوب هاي کامپوزيتي نيکل الکترولس مي توانند چنين شکست هايي را کاهش دهند. ذرات سخت مثل سيليسيم کاربيد، در رسوب الکترولس نيکل- فسفر خاصيت روانکاري ضعيفي از خود نشان مي دهد.

اين به خاطر زبري بالاي صفحه و نيروهاي در هم پيچيده مکانيکي ذرات سخت است [62] . از طرف ديگر زمينه هم رسوبي ؛ نيکل- فسفر الکترولس با ذرات نرم مثل پلي تترا فلور و اتيلن و گرافيت، روانکاري خوبي را تحت شرايط روانسازي شده به خاطر جلوگيري از سايش بين صفحات مجاور، تأمين مي کنند.

ابدون [36، 35] گزارش داد که ضريب اصطکاک کم به خاطر انتقال پلي تترا فلور و اتيلن به سطح مواد است. رسوب هاي نيکل- فسفر-پلي تترا فلور و اتيلن [38-37] ميانگين ضريب اصطکاک کمتري در مقايسه با رسوب هاي الکترولس نيکل- فسفر دارند. در هر دو شرايط رسوب اوليه و عمليات حرارتي شده (C˚400/ 1 ساعت) ضريب اصطکاک متوسط، تابع عکس مقدار پلي تترا فلورواتيلن است.

رسوب هاي داراي خواص روانکاري عالي از محدوده دماي خيلي پايين تا C˚290 هستند. اگر چه، رسوب هاي نيکل- فسفر-گرافيت الکترولس (6 درصد حجمي)، در تأمين روانسازي مؤثردر مقابل سطح فولادي با شکست رو به رو مي شوند. [16]، ضريب اصطکاک متوسط وقتي کم است که رسوب کامپوزيتي نيکل- فسفر-گرافيت الکترولس در مقابل خودش مي لغزد.

بور نيتريد هگزاگونال، دي سولفيد موليبدن، فولدين- سولفيدتنگستن و نانو لوله هاي کربن، ديگر اجزايي هستند که در ارتباط با زمينه نيکل- فسفر الکترولس، ضريب اصطکاک متوسط را تعيين مي کنند [39و14]. استفاده ي اوليه از رسوب کامپوزيتي نيکل- فسفر الکترولس براي کاربردهايي است که به بيشترين مقاومت به سايش و خراش نيازمندند. [12]

متزگر و فلوريان [40]، پارکر [41] و فلدستين و همکاران، مقاومت سايش رسوب هاي کامپوزيتي نيکل- فسفر الکترولس را با ذرات سخت مختلف بررسي کردند. (شکل2)

مشاهده شده است، که مقاومت سايش رسوب کامپوزيت الکترولس مانند کروم سخت است. همانند سختي، مقاومت سايشي رسوبهاي کامپوزيتي نيکل- فسفر الکترولس همچنين تحت تأثير انواع ذرات سخت هم رسوبي و ميزان اختلاط و اندازه قرار است.

استرافليتي و همکاران [24] پيشنهاد کردند که سايش رسوبهاي کامپوزيتي نيکل- فسفر الکترولس در 2 مرحله اتفاق مي افتد. در مرحله اول، رسوبهاي سايش خراشان کمي را تحمل مي کنند. اما در مرحله دوم، سايش بسيار شديد است. مقاومت سايش رسوبهاي کامپوزيتي الکترولس نيکل- فسفر- سيليسيم کاربيد توسط بسياري از محققان مطالعه شده و گزارش شده است که مقاومت سايشي با افزايش درصد سيليسيم کاربيد، افزايش پيدا مي کند.

اثر استحکام بخشي توزيع ذرات سيليسيم کاربيد و زمينه نيکل- فسفر، موجب مقاومت سايشي به اين پوشش مي شود. علاوه بر اين، زمينه نيکل- فسفر بايد مقادير بيشتري از فسفر ( >7درصدوزني) را دارا باشد، تا ذرات سيليسيم کاربيد را در هر دو شرايط هم رسوبي و عمليات حرارتي شده براي تأمين مقاومت سايشي عالي حمايت کند . اثر عمليات حرارتي بر رسوبهاي کامپوزيتي الکترولس نيکل- فسفر- سيليسيم کاربيد موجب افزايش مقاومت سايشي با افزايش دماي عمليات حرارتي تا C˚350 مي شود. [42] افزايش بيشتر در دما تا C˚600 باعث افزايش نرخ کرنش با تخريب بيشتر در دماهاي بالاتر (C˚800 ) مي شود. امکان واکنش بين نيکل و سيليسيم کاربيد، در حدود C˚580 و ذوب جزيي يوتکتيک نيکل- فسفر در C˚880، باعث مقاومت سايش ضعيف در دماهاي بالاست.

تشکيل سيليسيد نيکل متأثر از نفوذ اتم هاي نيکل در شبکه سيليسيم کاربيد است و در سطح مشترک زمينه نيکل- فسفر/ سيليسيم کاربيد با عمليات حرارتي در دماي C˚500 و به مدت 1 ساعت اتفاق مي افتد. تشکيل Ni3Si، چسبندگي بين ماده تقويت کننده و زمينه را افزايش مي دهد، اما مقاومت سايشي کاهش مي يابد[43، 63] هم رسوبي ذرات اکسيد کروم (27درصد حجمي) در زمينه نيکل- فسفر مقاومت سايشي را افزايش مي دهند. عمليات حرارتي در C˚500 براي 1 ساعت، مقاومت سايشي رسوبها را افزايش مي دهد.

رسوبهاي کامپوزيتي رسوب اوليه الکترولس نيکل- فسفر- بور نيتريد هگزاگونال مقاومت سايشي بيشتري از رسوب عمليات حرارتي شده در C˚400 و زمان 1 ساعت دارند.[44] وقتي که ذرات 33 درصد حجمي بور نيتريد هگزاگونال، در زمينه ي نيکل- فسفر اختلاط يافتند، سايش نزديک به نصف کاهش يافت[45].

در C˚400، يک مکانيزم مختلط از خستگي و سايش همراه با تغيير شکل پلاستيک شديد رسوبها و انتقال رسوب به سطح مواد، مورد توجه قرار گرفت[46].

رفتار تريبولوژيکي رسوب هاي کامپوزيتي در دماهاي بالا مربوط به خواص مکانيکي زمينه نيکل- فسفر است و به رفتار آن در تنش هاي اعمال شده با افزايش دما بدون در نظر گرفتن ماهيت و خواص ذرات تقويت کننده باز مي گردد.

ردي و همکاران [6] مقاومت سايشي زمينه نيکل- فسفر الکترولس با ذرات الماس را در اندازه هاي مختلف (40-3 ميکرون) گزارش کردند. پوششهايي با ذرات ظريف تر الماس، (6-3 ميکرون) مقاومت سايشي بهتري در مقايسه با پوششهايي که ذرات بزرگتر الماس (40-20 ميکرون) در آنها پخش شده است، نشان مي دهند. [60].

اين برتري تابع درجه هم رسوبي ذرات کربن براي يک ضخامت خاص پوشش است که براي ذرات ظريف تر، بالاتر است. در مطالعه ي اخير باز هم اين مطلب تاييد شده است. اين پوششها مقاومت به سايش بهتري (براي 8-4 ميکرون) نسبت به زماني که پوشش با ذرات درشت تري از الماس پخش شده است، دارند.

برای اشنایی بیشتر با ارسال کننده مقاله به سایت نشریه پیام آبکار مراجعه نمایید

کلیک کنید

نشریه پیام آبکار – بهار ۱۳۹۴
آبکاري پوششهاي کامپوزيتي به کمک امواج التراسونيک در حضور ذرات معلق

تهيه و تنظيم:
هيوا مجيدي
دانشجوي کارشناسي ارشد خوردگي و حفاظت از مواد
محمود علي اف خضرايي
نويسنده مسوول، استاديار خوردگي و حفاظت از مواد
دانشگاه تربيت مدرس

آبکاري پوشش کامپوزيتي چند منظوره در دهه گذشته با توجه به خواص مکانيکي بهبود يافته و مقاومت خوردگي در پوشش کامپوزيتي در مقايسه با آبکاري تک فلز و رسوب هاي آلياژي به سرعت ظهور يافته است. بسياري از مطالعات نشان داده اند که انجام امواج التراسونيک در فرآيندهاي آبکاري کامپوزيتي مي تواند بسياري از مزاياي را به همراه داشته باشد، که نه تنها به عنوان يک ابزار براي بهبود پراکندگي ذرات در حمام آبکاري الکتريکي، بلکه همچنين موجب پراکندگي خوب ذرات مي‌شود و توزيع يکنواخت در زمينه فلزي را افزايش مي دهد. در اين مقاله، اصول استفاده از امواج التراسونيک و کويتاسيون صوتي و چگونگي تاثير آن روي آبکاري پوششهاي کامپوزيتي با ذرات همراه با بررسي برخي از مهم ترين آثار در اين موضوع توسط جامعه علمي در 10 سال گذشته ارائه شده است. در اين مقاله چگونگي اثر پارامترهاي امواج التراسونيک روي پراکندگي ذرات در الکتروليت و اثر آن روي مشخصات پوششهاي کامپوزيتي بحث خواهد شد، به طور کلي موجب بهبود خواص مکانيکي و مقاومت خوردگي پوششهاي کامپوزيتي مي شود. علاوه بر اين، در اين مقاله برخي از مسائل که هنگام استفاده از امواج التراسونيک در چنين فرآيندهايي ممکن است، اتفاق بيافتند و جوانب مثبت و منفي سيستمهاي مبدلهاي مختلف در دسترس، برجسته نمودن نياز براي اطلاعات دقيق در مورد پارامترهاي امواج التراسونيک و تجهيزات مورد استفاده در هنگام استفاده از فراصوت بررسي خواهد شد.

از زماني که فينک و پرينس براي اولين بار رسوب همزمان مس و گرافيت را مورد مطالعه قرار دادند[1]، آبکاري کامپوزيتهاي پايه- فلز با ذرات خنثي، توجه گسترده اي از جامعه علمي را به خود اختصاص داد. ذرات، هنگامي که به طور مناسب در پوشش آبکاري شده پراکنده شوند، خواص عملياتي مشخصي از پوشش مانند سختي، سايش و يا مقاومت به خوردگي بهبود قابل ملاحظه اي مي يابند، ضمن اين که خواص جديدي به آنها مي بخشد[2]. اهميت توسعه چنين پوششهاي کامپوزيت آبکاري شده چند منظوره در دهه گذشته را مي توان با اين واقعيت مشاهده کرد، که چندين نشريه در اين موضوع در سالهاي اخير وجود داشته است.

در ميان اينها، مقاله لاو و همکاران[3] روي پارامترهاي مختلف عملياتي مورد استفاده در طول فرآيند آبکاري و استفاده از روشهاي مختلف به منظور افزايش محتواي ذرات در پوشش متمرکز بوده است:
1) غلظت بالاي ذرات در حمام آبکاري
2) استفاده از ذرات با اندازه کوچک
3) غلظت پايين اجزاء الکتروفعال
4) تکنيکهاي آبکاري-پالسي
5) بکارگيري امواج التراسونيک.
سه روش نخست فقط ذکر شده ممکن است براي بسياري از صنايع آبکاري با توجه به مسائل مختلف نامناسب به نظر برسند: الف) چگالي بالا، ويسکوزيته بالا و ناپايداري پراکندگي در غلظت هاي ذرات بالا انتظار مي رود، ب) افزايش هزينه هاي مربوط به ذرات استفاده شده، بهداشت و ايمني و عمليات پساب که هنگام استفاده از ذرات بسيار ريز انتظار مي رود، و ج) مشکلات مربوط به انتقال جرم ضعيف و تصاعد هيدروژن که در آبکاري از الکتروليتهاي با ضريب هدايت پايين تر پيش بيني شده است. با اين حال، دو مورد آخر پتانسيل فراواني براي اهداف صنعتي فراهم مي کنند. با اين مفهوم، روش آبکاري پالسي توجه بيشتري به خود اختصاص داده است و از بسياري از مقالات بازبيني شده اخير، قابل دسترس براي چنين روشهايي از جمله استفاده از آن براي آبکاري کامپوزيت وجود دارند. با اين حال، مقالات بازنگري در استفاده از التراسونيک در آبکاري پوششهاي کامپوزيتي[4, 5] در دسترس نيستند. هدف اين مقاله بازنگري معرفي استفاده از التراسونيک در آبکاري پوششهاي کامپوزيتي و چگونگي تاثير اين تکنولوژي، که نه تنها پراکندگي ذرات در حمام آبکاري را فزايش مي دهد، بلکه همچنين مي تواند اختلاط ذرات در پوششهاي فلزي آبکاري شده را بهبود بخشد و اثر آن روي خواص پوشش بررسي شده است.

استفاده از امواج التراسونيک در آبکاري

هنگامي که امواج التراسونيک به محيط هاي مايع اعمال مي شود، پديده کويتاسيون صوتي[6] رخ مي دهد.
همانطور که هر موج مکانيکي، موج التراسونيک از ميان يک مايع توسط يک سري از چرخه هاي بهم فشرده (فشار مثبت) و کاهش فشار (فشار منفي) انتشار يافته است، مولکول هاي محيط را تحريک مي کند، که موج عبور کند.
هنگامي که توان به اندازه کافي بالا باشد، حفره يا "حباب" ممکن است در مايع در طول چرخه هاي فشار منفي تشکيل شود، به طوري که نيروهاي"انبساطي" در طول چرخه کاهش فشار بزرگتر از نيروهاي "جاذبه" مولکول هاي مايع مي شوند.
هنگامي که حباب به اندازه بحراني رشد مي کند، ناپايدار مي شود و سريعا منهدم مي شود، همانطور که در شکل 1[7] نشان داده شده است. در اين نقطه، که به عنوان يک " نقطه داغ " شناخته شده، درجه حرارت و فشار بالا (به ترتيب حدود5000 کلوين و 1000 آتمسفر) مي توانند به دست آيند (که به فرکانس و توان اعمالي بستگي دارد)، نرخهاي گرمايش و سرمايش درگير از درجه بزرگي K ⁄ s 1010 و تشکيل جريانهاي جت مايع اطراف 400 km ⁄ h همراه است.

رويدادهاي مکانيکي و شيميايي که نتيجه وجود اين حبابهاي کويتاسيوني(شکل 2[9]) هستند، اساس استفاده از امواج التراسونيک، به طور کلي در زمينه هاي مختلف شيمي[10] و به طور ويژه در الکتروشيمي[11] هستند.

پديده هاي کاويتاسيون متنوعي همچون جريانهاي صوتي و ميکروجهش[12]، امواج شوکي[13]، افزايش انتقال جرم از/ به الکترود[14] و تميز کردن سطح[15] را مي توانند به عنوان نتيجه ايجاد يک ميدان التراسونيک در يک الکتروليت مايع مشاهده کرد، بسياري از فرآيندهاي مختلف الکتروشيميايي قابل ملاحظه اي بهبود مي بخشد[16].

با اين مفهوم، استفاده از امواج التراسونيک در آبکاري فلزات ممکن است مزاياي بسياري[17] نه تنها از نظر خود فرآيند آبکاري (افزايش انتقال جرم در آبکاري کنترل شده -نفوذي)[18]، بهبود انتقال بار[19]، بازده جريان کاتد بالاتر[20]، بلکه از نظر مشخصات نهايي رسوب ها مانند اندازه دانه[21] نشان دهد. اين تاثير مفيد امواج التراسونيک بر بازيابي اندازه دانه هاي توسط واکر بررسي شده است و واکر به عنوان فاکتور کنترل کننده در افزايش سختي و کاهش تخلخل پوششهاي آبکاري در نظر گرفته است.
با توجه به اين، افزايش در سختي فلزات مختلف آبکاري شده به کمک امواج التراسونيک مانند کروم[22, 23]، مس[24-26] و آهن[10] به طور گسترده اي در طول اين سالها گزارش شده است. ساير خواص مکانيکي نيز با استفاده از امواج التراسونيک در طول آبکاري مي توانند بهبود يابند، پوششهاي نيکل بهترين مثال هستند، در نتيجه فراصوت در طول آبکاري رسوب هاي نيکل، سختي فزايش يافته[27]، تنش پسماند کاهش يافته، سايش[28] و استحکام خستگي[29] بهبود يافته است.

ساير اثرات مفيد استفاده از امواج التراسونيک در آبکاري فلزات، افزايش مقاومت به خوردگي روي[30]، افزايش در بازده جريان کاتدي و کاهش تشکيل ترک و رافنس سطح ايريديم[31, 32] و کاهش غبار سمي در آبکاري کروم[33] هستند.

استفاده از امواج التراسونيک در آبکاري پوششهاي کامپوزيتي با ذرات

در دهه گذشته، بسياري از گروه هاي تحقيقاتي مختلف، چگونه تاثير امواج التراسونيک در کمک به پراکندگي ذرات در حمامهاي آبکاري و تاثيري که امواج التراسونيک در طول فرايند آبکاري روي مشخصات پوشش هاي کامپوزيتي ممکن است داشته باشد، را مطالعه نموده اند.
جدول 1 برخي از جزئيات اثر امواج التراسونيک در پراکندگي ذرات و/ يا در طول مرحله آبکاري و خواص پوششهاي کامپوزيتي که پس از آن به دست مي آيد. نيکل و آلياژهاي آن، مواد فلزي عمده مورد استفاده هستند و معمول ترين الکتروليت به کار رفته محلول واتس است.
در بسياري از کارها که در آن ذرات که در الکتروليت با امواج التراسونيک در الکتروليتهاي پايه-نيکل هيچ سورفاکتانتي نياز نبوده است، که نشان دهنده اين است که هنگامي که ذرات با امواج التراسونيک پراکنده شده اند، استفاده از سورفاکتانت ضروري نيست.

اثر امواج التراسونيک بر روي پراکندگي ذرات

استفاده از امواج التراسونيک براي پراکندگي ذرات به طور گسترده اي با توجه به ويژگي هاي منحصر به فرد بکار رفته است، که حفره التراسونيکي به منظور پراکندگي آگلومره هاي بزرگ و هم زدن سوسپانسيون هاي آبي و غير آبي ايجاد مي کند. در آبکاري پوشش هاي کامپوزيتي، تابش امواج التراسونيک به الکتروليت، در بسياري از موارد، مرحله ضروري قبل از خود فرآيند آبکاري است، که به منظور ريز پراکنده کردن ذرات و کاهش ميزان آگلومره است و در برخي از مطالعات با افزودن سورفاکتانت براي بهبود بيشتر پراکندگي ذرات ترکيب شده است.
بازدهي امواج التراسونيک براي پراکنده شدن ذرات در حمامهاي آبکاري بدون سورفاکتانت توسط گارسيا-لسينا و همکاران[34] به وضوح نشان داده شده است. در مطالعه خود، که روي آبکاري پوششهاي کامپوزيتي پايه نيکل با افزودن ذرات Al2O3 متمرکز بودند، نويسندگان گزارش نمودند، که تنها 10 دقيقه تابش امواج التراسونيک براي دستيابي به توزيع بهتر اندازه ذرات قابل توجه با آگلومره هاي کوچکتر در حمام واتس به کار رفته مورد نياز بود (شکل 3).

در واقع، نشان داده شده است که امواج التراسونيک مي تواند در پراکنده نمودن ذرات در الکتروليت مي تواند بسيار موثر باشند، که پوشش هاي کامپوزيت توليد شده از حمام آبکاري که قبلا تحت امواج التراسونيک بودند، ممکن است محتواي ذرات بالاتري حتي اگر امواج التراسونيک در طول فرايند آبکاري استفاده نشده باشد[35]، را نشان دهند.
اين اثر پراکندگي بهتر با امواج التراسونيک به دلايل مختلف است[36]: 1) حضور ميکرو تلاطم ناشي از فشار صوتي نوسان کننده و ميدان هاي کويتاسيوني، 2) شکسته شدن نيروهاي وان دروالس شکسته توسط برخوردهاي ذرات با سرعت بالا ناشي از جريان صوتي، ميکرو جت و مواج شوکي.
با اين وجود، اگر چه حضورامواج التراسونيک پراکندگي ذرات در حمام آبکاري را بهبود مي بخشد، ممکن است به اندازه کافي نباشد تا به طور کامل از آگلومره شدن ذرات براي تشکل خوشه هاي بزرگ در برخي از موارد جلوگيري کند[37]
استفاده از امواج التراسونيک در طول فرايند آبکاري نيز اختلاط پراکندگي خوب را ارتقا مي دهد، ذرات به طور يکنواخت در پوشش هاي آبکاري شده توزيع کرده است[34, 38-44]. توزيع يکنواخت تر از ذرات در رسوبات نيز توسط ديتريش و همکاران[45] مشاهده شده است، هنگامي که ذرات Al2O3 در پوششهايي نيکل-کبالت تحت امواج التراسونيک قرارگرفتند. در مطالعات قبلي، همان گروه تحقيقاتي مزاياي اجرايي امواج التراسونيک براي دستيابي به توزيع يکنواخت تر ذرات در رسوبات فلزي مشاهده کرده اند، که آنها ذرات TiO2 و SiC در مقياس ميکرو و نانو در پوشش نيکل[46, 47] افزودند. آنها مشاهده نمودند، که استفاده از امواج التراسونيک در طول مرحله آبکاري پوششهاي خيلي همگن تر بدون توده هاي بزرگ را موجب شده است (شکل 4).

امواج التراسونيک همچنين در افزايش دادن مقدار ذرات گنجانيده شده در پوششهاي کامپوزيتي موفق بوده است[34, 38, 41, 45, 48, 49]. زنالا و همکاران[50] مشاهده نمودند، که اگرچه امواج التراسونيک اثر معني داري بر محتواي ذرات در Ni / SiC توليد شده با آبکاري جريان-پيوسته نداشت، اما گنجاندن ذرات در پوششهاي رسوب داده شده با روش آبکاري-پالسي به طور قابل توجهي افزايش يافته است. با اين وجود، همچنين همان نويسندگان ذکرکردند، که در برخي موارد، کاهش در محتواي ذرات در پوششهاي کامپوزيتي آبکاري شده با امواج التراسونيک ممکن است انتظار برود، با توجه به اين واقعيت باشد که آگلومره هاي بزرگ در رسوبات گنجانده نشده اند[50].

اثر امواج التراسونيک بر روي مورفولوژي و ريزساختار

مورفولوژي و ريزساختار پوششهاي کامپوزيتي آبکاري شده نه تنها توسط گنجاندن ذرات در پوششها، بلکه با حضور امواج التراسونيک در طول فرايند آبکاري تحت تاثير قرار گرفتند. بسياري از کارها، اثر مفيد امواج التراسونيک در بازيابي اندازه دانه پوششهاي کامپوزيتي[34, 38, 41, 45, 46, 51]، دستيابي به يک پرداخت صاف تر گزارش کرده اند، که تا حدودي به دليل توزيع خيلي يکنواخت ترذرات به خوبي پراکنده شده است.
به عنوان مثال، چاي و همکاران[40] نشان دادند که با ترکيب تلاطم مکانيکي و فراصوت، پوششهاي کامپوزيتي نيکل / SiC با مورفولوژي سطح ظريف (شکل 5) توليد شدند، تلاطم مکانيکي مانع از رسوب ذرات SiC شده است، درحاليکه امواج التراسونيک مانع از آگلومره شدن آنها شده است.
شيا و همکاران همچنين مشاهده نمودند، هنگامي که نانوذرات تيتانيم نيتريد به طورهمگن با امواج التراسونيک پراکنده شده بودند و در پوششهايي پايه نيکل گنجانده شده اند، پوششهاي خيلي صافي به دست آمده است.
با توجه به جهت گيري بلوري رسوبات، اگر چه برخي موارد وجود دارند، که در آن امواج التراسونيک واقعا اختلافي در شرايط جهت ترجيحي پوششهاي کامپوزيت آبکاري شده ايجاد نمي کند[34, 52]، حالت رشد بلور ها در پوششهاي کامپوزيتي ممکن است تحت تاثير امواج فراصوت باشند[41, 51, 53].
اين اثر توسط زو و همکاران روي پوششهاي کامپوزيتي Ni/CeO2 گزارش شده است[53].
نويسندگان حالت رشد آزاد (بيش از 90 از (200) صفحات بلوري) در پوششهاي نيکل خالص مشاهده کردند، درحاليکه افزودن ذرات CeO2 30 نانومتر به حمام وات منجر به تغيير قابل توجهي از بافت بلور در رسوب شده است: نه تنها حضور صفحات بلوري (111) افزايش يافته است و نسبت مشابه صفحات بلوري (111) و (200) مشاهده شده اند، بلکه آن بلوري شدن صفحات (220)، (311) و (222) نشان دهنده بلورهاي نيکل را افزايش داده است.
با اين حال، زماني که امواج التراسونيک در طول آبکاري مورد استفاده قرار گرفت، اين اثر ذرات در پراکندگي به عنوان يک نسبت بالا از بافتهاي (200) دوباره مورد توجه قرار گرفته است، خنثي ميکند و با افزايش در تعداد بلورهاي (220) و کاهش قابل توجهي در حضور صفحات بلوري (111) و (311) همراه شده است. اثر مشابه امواج التراسونيک روي جهات بلوري توسط شيا و همکاران مورد توجه قرار گرفته است.
در پوششهاي کامپوزيت Ni/TiN [52] به عنوان يک کاهش نسبي در شدت پيک مربوط به وجود صفحه هاي بلوري (111) در مقايسه با شدت پيک مربوط به حضور صفحه هاي بلوري (200) مشاهده شده است، هنگامي که امواج التراسونيک در طول آبکاري مورد استفاده قرار گرفته است.

اثر امواج التراسونيک بر روي خواص مکانيکي

واضح است که گنجاندن ذرات سخت در پوششهاي آبکاري شده، به طور کلي باعث افزايش سختي و بهبود ديگر خواص مکانيکي همچون مقاومت در برابر سايش و/ يا ضريب اصطکاک مي شود. استفاده از امواج التراسونيک در طول آبکاري پوشش هاي کامپوزيتي داراي اثر افزايش سختي بيشتر است[35, 41, 44, 50, 51]، همچنانکه در ارتباط با اثر امواج التراسونيک بر روي اندازه دانه و سختي فلزات و آلياژهاي آبکاري شده انتظار مي رود.
زو و همکاران[53] نه تنها بهبود در سختي رسوبات نيکل خود را با افزودن ذرات CeO2 مشاهده نمودند، بلکه همچنين افزايش بيشتر در سختي و افزايش مقاومت سايشي در آن پوشش هاي کامپوزيتي که تحت امواج التراسونيک آبکاري شده اند، را مشاهده نمودند. نتايج مشابهي توسط گارسيا-لسيا و همکاران[34] به دست آمده است، در پوشش هاي کامپوزيتي Al2O3/Ni که آنها دريافتند که هر دو امواج التراسونيک و غلظت ذرات در الکتروليت داري اثري رو سختي پوشش ها داشتند (شکل 6).
آنها پيشنهاد کرند که ترکيب دو پديده (همانطور که قبلا توسط لمپک و همکاران[46] پيشنهاد شده است.) مي تواند افزايش سختي پوشش هاي کامپوزيتي آبکاري شده تحت امواج التراسونيک توضيح دهد:
1) حضور نانوذرات ريز آلومينا، و به خوبي توزيع شده در زمينه نيکلي که مي توانند به عنوان موانعي براي حرکت نابجاييها عمل مي کنند
2) اندازه دانه ريزتربلورهاي نيکل به دليل به اثر بازيابي دانه التراسونيک. در اين مورد، مقاومت در برابر سايش نيز افزايش يافته است، با افزايش دادن غلظت ذرات در الکتروليت و حضور امواج التراسونيک، عملکرد پوشش را بيشتر بهبود داده است.
نتايج مشابه توسط همان نويسندگان مشاهده شده است، هنگام گنجاندن ذرات WS2 در رسوبهاي نيکل[52] که در آن کامپوزيت‌ها تحت امواج التراسونيک توليد شده اند، افزايش بيشتري در هر دو عملکرد سختي و تريبولوژيکي را در مقايسه با زمانيکه با پوشش کامپوزيت WS2/Ni توليد شده در غياب امواج التراسونيک، نشان دادند.
در مورد رسوب هاي Ni-Co با Al2O3 با حضور امواج التراسونيک در طول رسوب[45] نه تنها سختي، بلکه تغيير شکل پلاستيک پوششها را افزايش داده است.

اثر امواج التراسونيک بر مقاومت در برابر خوردگي

به طور کلي، گنجاندن ذرات در پوششهاي فلزي آبکاري شده موجب بهبود مقاومت در برابر خوردگي پوشش مي شود[3]. اين تاثير در بسياري از مقالات که در آن امواج التراسونيک قبل از مرحله آبکاري به منظور دستيابي به پراکندگي بهتر ذرات در الکتروليت آبکاري استفاده شده است، گزارش شده است[35, 58, 60, 62]. با اين حال، چند محقق اثر استفاده از امواج التراسونيک در طول مرحله آبکاري را مطالعه کرده اند، که ممکن است داراي اثري روي مقاومت در برابر خوردگي بدست آمده از پوششهاي کامپوزيت داشته باشد، چنانچه اغلب مطالعات تنها تمرکز روي آن پوشش هاي کامپوزيتي توليد شده با حضور امواج التراسونيک متمرکز بوده اند، که بهترين کيفيت و سطح نهايي را نشان داده اند[40, 47]. گياوالي و همکاران[41] تاثير امواج التراسونيک بر روي رفتار خوردگي پوششهاي کامپوزيتي Ni/SiC را مطالعه نمودند. در کار خود، جريانهاي خوردگي، پتانسيلهاي خوردگي، شيبهاي تافلي آندي/ کاتدي، مقاومت خوردگي و نرخ هاي خوردگي اندازه گيري شده نشان داد که با وجود اينکه پوشش هاي کامپوزيتي Ni/SiC آبکاري شده تحت شرايط سکون رفتار بهتري نسبت به رسوب هاي نيکل خالص نشان داند، حضور امواج التراسونيک در طول فرايند آبکاري منجر به افزايش بيشتر مقاومت در برابر خوردگي پوشش ها شده است.
اين اندازه گيري ها در توافق با نتايج ديگر به دست آمده با مطالعات طيف‌سنجي امپدانس الکتروشيميايي در تحقيقات مشابه که تاييد کننده بهبود در مقاومت در برابر خوردگي پوشش کامپوزيتي Ni/SiC آبکاري شده با امواج التراسونيک بوده است. زانلا و همکاران[50] همچنين تاثير فراصوت در طول آبکاري پوشش هاي کامپوزيتي Ni/SiC ارزيابي نمودند و پي بردند که رسوب هاي نيکل خالص و Ni/SiC به مستعد به خوردگي حفره اي بودند، درحاليکه رسوبات نيکل خالص و Ni/SiC توليد شده با امواج التراسونيک رفتار پايدارتري نشان دادند.
اين بهبود در هر دو سوب نيکل و Ni/SiC آبکاري شده در يک ميدان التراسونيک مشاهده شده است، که به تخلخل کمتر و فشردگي بالاتر رسوبات توليد شده تحت چنين شرايطي مربوط شده اند، و با اين ايده که بازيابي دانه با امواج التراسونيک باعث تخلخل کمتر پوشش هاي آبکاري شده مي شود در توافق است[67].
هنگامي که التراسونيک در مرحله آبکاري اجرا شده است، افزايش مقاومت در برابر خوردگي پوششهاي کامپوزيتي آبکاري شده نيز براي پوششهاي کامپوزيتي ديگر گزارش شده است[44, 56, 57, 68] که در آن دوباره يک ارتباط قوي بين بازيابي دانه، محتواي ذرات و رفتار خوردگي مشاهده شده است.
با اين حال، استفاده از امواج التراسونيک در طول رسوب هميشه موجب بهبود مقاومت در برابر خوردگي نخواهد شد. زانلا و همکاران[48] هيچ اثر قابل توجهي از امواج التراسونيک روي مقاومت در برابر خوردگي Al2O3/Ni آبکاري شده گزارش ندادند، چون تابش امواج التراسونيک اعمالي در اين مطالعه براي اجتناب کامل تراکم ذرات به اندازه کافي نبوده است.

برای اشنایی بیشتر با ارسال کننده مقاله به سایت نشریه پیام آبکار مراجعه نمایید

کلیک کنید

 پوشش های کامپوزیتی زمینه فلزی به عنوان مواد پیشرفته مهندسی به حساب آمده که به دلیل خواص منحصر به فرد از جمله سختی بالا، مقاومت به سایش قابل توجه و مقاومت به خوردگی بسیار مناسب اخیراً مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته اند. در این میان پوشش های کامپوزیتی زمینه نیکل تقویت شده با ذرات سرامیکی Al2O3 وSiC به عنوان یکی از پوشش های پرکاربرد صنعتی به عنوان جایگزین مناسبی برای پوشش های کروم سخت به حساب می آیند. با توجه به مقاومت به سایش بالا و ارزان بودن پودر سرامیک، کامپوزیت های Ni-SiC به بیشترین حد بررسی قرار گرفته است برای حفاظت از قطعات اصطکاک تجاری موفق بوده است.

در صنعت، به ویژه در تولید شیرآلات صنعتی در خط انتقال لوله که در آن مقاومت به سایش بسیار اهمیت دارد( محتویات لوله باعث خوردگی و سایش میشود) بنابراین باید پوشش اعمال شده هم مقاوم به خوردگی و هم ضد اصطکاک باشد. پوشش کامپوزیتی نیکل سیلیکون کارباید مطمینا مقاومت به خوردگی و خاصیت ضد اصطکاکی بسیار بالایی دارد و انتخابی درست برای پوشش دهی در این صنایع است. این دو خصوصیت باعث شده جایگزین موثرتری بجای پوشش های دیگر مانند کروم یا کاربید تنگستن باشد.

پوشش کامپوزیتی یک کلاس جدید در پوشش است که عمدتا برای کاربردهای مکانیکی و تریبیولوژیکی استفاده می شود .

خواص ضد خوردگی برای حضور نیکل

خواص ضد سایش و تریبیولوژیکی برا حضور سیلیکون کارباید.

سیلیکون کارباید ترکیبی از کربن و سیلیکون، یکی از مواد دیر گداز است که بصورت خام در طبیعت یافت نمیشود و بصورت مصنوعی ساخته میشود.

ویژگی این پوشش کامپوزیتی:

مقاومت بالا دربرابر خوردگی (سخت تر از کروم سخت) مقاوم در برابر اسید(HCl) تنش پوشش خیلی کم است و ترک خوردگی اتفاق نمی افتد. حتی در ضخامت بالا به خاطر وجود SiC ، قدرت پرتاب بسیار بالا، دوست محیط زیست و در زمان کوتاه ضخامت بالا میدهد بسیار مقرون بصرفه است.

اعمال پوشش کامپوزیتی:

ساخت پوشش کامپوزیت می تواند از طریق رسوب الکتروشیمیایی مواد ماتریس (به عنوان مثال فلز، آلیاژ، نیمه هادی، اکسید، پلیمر) از یک محلول حاوی ذرات معلق به دست آورد: اکسیدها، کاربیدها، نیتریدها، پودر فلز و S.A.به زبان ساده تر فرآیند شامل ذرات سیلیکون کارباید در سایز میکرون، معلق در محلول نیکل متناسب با این فرآیند است.

خدمات جلاپردازان پرشیا:

خدمات جلاپردازان دراعمال این پوشش کامپوزیتی بر سطوح فولادی، چدن و تمامی آلیاژهای آلومینیوم میباشد.

برای مشاهده مقاله در سایت نویسنده لطفا کلیک کنید.

استاندارد ISO 1456 پوشش فلزی- پوشش کامپوزیتی نیکل کروم و مس /نیکل کروم

1- دامنه استاندارد پوشش مس و نیکل کروم
2- مراجع استاندارد
3- اصطلاحات و تعاریف پیرامون پوشش فلزی- پوشش کامپوزیتی نیکل کروم و مس /نیکل کروم
4-اطلاعاتی که باید خریدار خدمات پوشش به ابکار بدهد
..ا4.1. اطلاعات ضروری نظیر روش انجام تست چسبندگی / روش انجام تست خوردگی / طراحی قطعه / نقاط حساس قطعه و ..

5- شماره استاندارد شرایط کاری قطعه: 1 عادی 2 متوسط 3شدید 4 خیلی شدید و 5 فوق العاده شدید
6- تعیین شرایط خدمات

7- خدمات مورد نیاز برای پوشش
8- نمونه ارائه شده

استاندارد ISO 1456 با موضوعپوشش فلزی- پوشش کامپوزیتی نیکل کروم و مس /نیکل کروم جهت اگاهی و استفاده علاقمندان موجود میباشد.

برای دریافت متن کامل استاندارد با شرکت جلاپردازان پرشیا تماس بگیرید.

استاندارد ISO 2361 پوشش کامپوزیتی نیکل روی بسترهای مغناطیسی وغیرمغناطیسی/اندازه گیری ضخامت پوشش

محتوی این استاندارد : 

1- دامنه و زمینه استاندارد
2- مراجع استاندارد
3- متن اصلی استاندارد ISO 2361 پوشش کامپوزیتی نیکل بر روی بسترهای مغناطیسی و غیر مغناطیسی - اندازه گیری ضخامت پوشش - روش مغناطیسی

4- عوامل موثر بر دقت اندازه گیری
5- ابزار کالیبراسیون
6- روش آزمون
7- دقت مورد نیاز در انجام آزمون

استاندارد ISO 2361 پوشش کامپوزیتی نیکل بر روی بسترهای مغناطیسی و غیر مغناطیسی - اندازه گیری ضخامت پوشش - روش مغناطیسی

جهت اگاهی و استفاده علاقمندان موجود میباشد.             

برای دریافت متن کامل استاندارد با ما تماس بگیرید.      65734701 الی 3

استاندارد ISO 2361 پوشش کامپوزیتی نیکل روی بسترهای مغناطیسی وغیرمغناطیسی/اندازه گیری ضخامت پوشش

محتوی این استاندارد : 

1- دامنه و زمینه استاندارد
2- مراجع استاندارد
3- متن اصلی استاندارد ISO 2361 پوشش کامپوزیتی نیکل بر روی بسترهای مغناطیسی و غیر مغناطیسی - اندازه گیری ضخامت پوشش - روش مغناطیسی

4- عوامل موثر بر دقت اندازه گیری
5- ابزار کالیبراسیون
6- روش آزمون
7- دقت مورد نیاز در انجام آزمون

استاندارد ISO 2361 پوشش کامپوزیتی نیکل بر روی بسترهای مغناطیسی و غیر مغناطیسی - اندازه گیری ضخامت پوشش - روش مغناطیسی
جهت اگاهی و استفاده علاقمندان موجود میباشد.             

برای دریافت متن کامل استاندارد با ما تماس بگیرید