تأثیر پارامترهای آبکاری بر ترکیب شیمیایی، راندمان جریان کاتدی، سختی و مورفولوژی پوشش‌های آلیاژی Zn-Ni

مهندسی متالورژی و مواد

مقاله 5، دوره 29، شماره 2 - شماره پیاپی 18، شهریور 1397، صفحه 103-114   

نوع مقاله: علمی و پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ma.v0i29.47786

نویسندگان

مهشید تفرشی¹؛ سعید رضا اله کرم^{* 2}؛ حسن فرهنگی³

¹دانشگاه آزاد اسلامی واحد جنوب

²پردیس دانشکده های فنی دانشگاه تهران

³دانشگاه تهران

چکیده

در این پژوهش پوشش‌های آلیاژی روی-نیکل از طریق آبکاری الکتریکی در حمام سولفاتی اسیدی رسوب گذاری شدند. تاثیر پارامترهای آبکاری بر ترکیب شیمیایی، مورفولوژی، میکروسختی و راندمان جریان کاتدی بررسی شد. مورفولوژی پوشش‌ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و ترکیب شمیایی آنها توسط طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس نصب شده بر میکروسکوپ الکترونی مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج حاصل بیانگر این است که افزایش دمای ترسیب و نسبت Ni2+/Zn2+در حمام آبکاری، همچنین کاهش دانسیته جریان و pH موجب افزایش مقدار نیکل در پوشش، کاهش راندمان جریان کاتدی و افزایش سختی می‌شود. نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می‌دهد افزایش دما بدلیل ایجاد تنش پسماند در سطح منجر به بوجود آمدن ترک در پوشش می‌شود. همچنین با افزایش دانسیته جریان ساختار پوشش‌ها دانه ریز‌تر می‌شود و منجر به تشکیل حفره و خلل فرج می‌گردد و پوشش‌های حاصله ناهموار‌تر می‌شوند. بررسیهای انجام گرفته بر pH حمام نشان می‌دهد تنها پوشش حاصل در 2=pH دارای سطحی متراکم و یکنواخت است. افزایش نسبت Ni2+/Zn2+ در الکترولیت، نیز بدلیل اعوجاج در شبکه اتمی موجب ترد شدن پوشش حاصل می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

پوشش‌های آلیاژی Zn-Ni؛ ترکیب شیمیایی؛ مورفولوژی؛ راندمان جریان کاتدی

مراجع

1. Marder A., "The metallurgy of zinc-coated steel", Progress in materials science, Vol. 45, pp. 191-271, (2000).
2. Boshkov N., "Influence of the alloying component on the protective ability of some zinc galvanic coatings", Electrochimica Acta, Vol. 51, pp. 77-84, (2005).
3. Crotty D., "Zinc alloy plating for the automotive industry", Metal Finishing, Vol. 94, pp. 54-58, (1996).
4. Sorkhabi H.A., Hagrah A., Ahmadi N.P., Manzoori J., ”Zinc-nickel alloy coatings electrodeposited from a chloridebath using direct and pulse current”, Surface and Coatings Technology, Vol. 140, pp. 278-283, (2001).
5. Conde A., Arenas M.A., de Damborenea J.J., "Electrodeposition of Zn–Ni coatings as Cd replacement for corrosion protection of high strength steel", Corrosion Science, Vol. 53, pp. 1489–1497, (2011).
6. Wilcox G.D., Gabe D.R., "Electrodeposited zinc alloy coatings", Corrosion Science, Vol. 35, pp. 1251–1258, (1993).
7. Brenner A., "Electrodeposition of Alloys, Principles and Practice", Chap. 1, Academic Press, New York, (1963).
8. Ghaziof S., Gao W., "Electrodeposition of single gamma phased Zn–Ni alloy coatings from additive-free acidic bath", Applied Surface Science, Vol. 311, pp. 635–642, (2014).
9. Lee H.Y., Kim S.G., "Characteristic of Ni deposition in an alkaline bath for Zn-Ni depositional steel plates", Surface and Coating Technology, Vol. 135, pp. 69-74, (2000).
10. Qiao X., Li H., Zhao W., Li D., "Effects of deposition temperature on electrodeposition of zinc-nickle alloy coatings", Electrochimica Acta, Vol. 89, pp. 771– 77, (2013).
11. مهرجوئی م.، مدرس ح.، سرابی ع. ،"بررسی برخی از خواص فیزیکی و شیمیایی آلیاژی Zn- Ni ایجاد سده در حمام‌های اسیدی"، علوم پایه و مهندسی کاربردی، ج. 56، صفحه 1220-1229، (1383).
12. Alfantazi A.M., Erb U., "Pulse-Plated Zinc-Nickel Alloy Coatings", Corrosion Engineering, Vol. 52, pp. 880-888, )1996).
13. Nakano H., Arakawa S., Takada Y., Oue S., Kobayashi S., "Electrodeposition Behavior of a Zn-Ni Alloy in an Alkaline Zincate Solution", Materials Transactions, Vol. 53, No. 11, pp. 1946-1951, (2012).
14. Muller C., Saret M., Benballa M., "Complexing agent for a Zn-Ni alkaline bath", Journal of Electroanalytical Chemistry, Vol. 519, pp. 85-92, (2002).
15. Lehman E.B., Ozgaa P., Swiatek Z., Lupi C., "Electrodeposition of Zn–Ni protective coatings fromsulfate –acetate baths", Surface and Coatings Technology, Vol. 151 –152, pp. 444–448, (2002).
16. Tian L., Xu J., Xiao S., "The influence of pH and bath composition on the properties of Ni–Co coatings synthesized by electrodeposition", Vacuum, Vol. 86, pp. 27-33, (2011).
17. Abdelrehim S.S., Fouad E.E., Abdelwahab S.M., "Electroplating of zinc–nickel binary alloys from acetate baths", Electrochimica Acta, Vol. 41, pp. 1413, (1996).
18. پولادی س. ، شریعت م.ح.، بحرالعلوم م.، "لایه نشانی آلیاژ Ni-Zn-P و نانو کامپوزیت Ni-Zn-P/nano SiC از یک حمام جدید به روش آبکاری الکتریکی و برررسی ویژگی‌های خوردگی آن"، مجله‌ی مواد نوین، جلد 2، شماره‌ 2، صفحه 72، (1390).