بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش پوشش های آلیاژی نیکل-مولیبدن به روش رسوب دهی الکتریکی با اعمال جریان مستقیم در محیط اسیدی - - pH=4 با چگالی جریانهای مختلف 2 - ، 4 ،6 و 8 آمپر بر دسی متر مربع - تولید شد. اثر پارامتر چگالی جریان بر مورفولوژی، ترکیب شیمیایی و مقاومت به خوردگی پوشش های تولیدی مورد بررسی قرار گرفت.
از میکروسکوپ نوری به منظور بررسی مورفولوژی پوششهای تولید شده استفاده گردید. جهت تعیین ترکیب شیمیایی پوشش های بدست آمده از طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس بر روی سطح نمونه ها استفاده شد. رفتار خوردگی پوشش های آلیاژی تولید شده با روش پلاریزاسیون پتانسیو داینامیک در محیط 3/5 درصد NaCl مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصله نشان داد که با تغییر چگالی جریان درصد عناصر و مورفولوژی پوشش تغییر میکند. نتایج آزمایش خوردگی نشان داد که افزایش چگالی جریان باعث کاهش مقاومت به خوردگی پوشش میگردد.
-1مقدمه
در دهه های گذشته، استفاده از پوشش های فلزی نانوکریستال بدلیل خواص مکانیکی، مغناطیسی و خوردگی مناسب توسعه یافته است .[1] این پوشش ها به طور وسیع در صنایع مختلف کاربرد یافته اند. از جمله کاربردهای این پوشش ها را می توان به صنایع الکترونیکی، خودروسازی، هوافضا و صنایع شیمیایی اشاره کرد .[2] به این منظور پوشش کروم سخت که به دلیل دارا بودن سختی بالا، مقاومت به خوردگی مناسب، جلای فلزی خوب و هزینه کم می باشد، مورد استفاده قرار می دهند. اما حمام های تولید پوشش کروم سخت شش ظرفیتی سمی و سرطان زاست و استفاده از آنها خطرناک می باشد .
از اینرو از پوشش های محافظ دیگر که عمدتا پوشش های آلیاژی پایه نیکلی مانند Ni-Fe، Ni-Co، Ni-P، Ni-W، Ni-Mo هستند، استفاده می شود
در این میان پوشش آلیاژی Ni-Mo دارای خواص مناسبی شامل مقاومت به خوردگی بالا، سختی زیاد و استحکام بالا، مقاومت به سایش مناسب و مقاومت حرارتی بالایی می باشد .[3] همچنین دیگر خصوصیت این آلیاژ خواص کاتالیستی مناسب است که با پتانسیل اضافی هیدروژن کم یک ماده مناسبی برای واکنش تولید هیدروژن می باشد و تولید این پوشش از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه می باشد .[4] این پوشش با دارا بودن این ویژگی ها مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است.
پوشش های آلیاژی Ni-Mo را می توان به روش های متعددی تولید کرد .[2-4] یکی از این روش ها، روش رسوب دهی الکتریکی می باشد. رسوب دهی الکتریکی یک روش ساده، کم هزینه و دما پایین می باشد که یک روش مناسب برای تولید این پوشش ها می باشد .
با کنترل پارامتر های این روش می توان به پوششی با ریزساختاری آمورف یا کریستالی با اندازه دانه های مختلف دست یافت .[5] از طرفی رسوب دادن مولیبدن خالص به روش رسوب دهی الکتریکی در محلول آبی به دلیل تولید ترکیبات مولیبدن با ظرفیت میانی و غالب بودن تولید هیدروژن بر روی سطح کاتد مناسب نمی باشد . اما مولیبدن می تواند با فلزات گروه آهن مثل نیکل، آهن و کبالت در محلول آبی رسوب کند
پارامترهای متعددی در روش رسوب دهی الکتریکی وجود دارد که بر خواص این پوشش ها تاثیرگذار است. از پارامترهای مهم این روش می توان ترکیب محلول، pH و چگالی جریان اشاره کرد. تغییر این پارامترها به تغییر ترکیب، ریزساختار و ضخامت پوشش منجر شود و به دنبال آن خواص مکانیکی، خوردگی و دیگر خواص پوشش
تغییر می کند
چگالی جریان از مهم ترین این پارامتر ها می باشد که با تغییر آن خواص پوشش از جمله مقاومت به خوردگی پوشش به طور قابل ملاحظه ای تغییر می کند
هدف از تحقیق حاضر، تولید پوشش نیکل-مولیبدن به روش رسوب دهی الکتریکی و بررسی اثر چگالی جریان بر مقاومت به خوردگی این پوشش می باشد.
-2مواد و روش تحقیق
در این پژوهش از ورق هایی به ابعاد 15×15×2 میلیمتر از جنس فولاد ساده کربنی بعنوان زیرلایه - کاتد - مورد استفاده قرار گرفت. برای رسیدن به صافی سطح مورد نیاز از سمباده های SiC با شماره های 80، 400، 800 و 1500 استفاده گردید. سپس نمونه ها در اتانول به روش التراسونیک به مدت 5 دقیقه چربی زدایی شدند. بعد از آن نمونه ها به مدت 10 ثانیه در محلول اسید نیتریک رقیق فعال سازی شدند تا چسبندگی پوشش به زیرلایه افزایش یابد. سپس دوباره نمونه ها در اتانول به روش التراسونیک به مدت 5 دقیقه تمیز شدند تا آماده پوشش دهی شوند.
آند مورد استفاده در این پژوهش از نیکل خالص بود. ترکیب حمام مورد استفاده برای پوشش دهی در جدول 1 آورده شده است. حجم حمام مورد استفاده 80 میلی لیتر بود. دمای حمام 25 درجه سانتی گراد و سرعت هم زدن محلول 300 دور بر دقیقه انتخاب شد که برای این منظور از هیتر و همزن مغناطیسی استفاده گردید. pH حمام توسط اسید سولفوریک به 4 رسانده شد.
پوشش دهی در چگالی جریان های مختلف 2، 4، 6 و 8 آمپر بر دسی متر مربع انجام شد. زمان پوشش دهی به مدت 70 دقیقه به طول انجامید. مورفولوژی سطحی پوشش های تولیدی بوسیله میکروسکوپ نوری تعیین شد. جهت تعیین ترکیب شیمیایی پوشش های تولیدی از آنالیز طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی - - VEGA//TESCAN-XMU استفاده شد.
رفتار خوردگی پوشش های تولیدی در محیط کلرید سدیم با غلظت 3/5 درصد با استفاده از روش پلاریزاسیون پتانسیوداینامیک و با دستگاه پتانسیواستات - IVIUM//VERTEX - مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور از الکترود کالومل اشباع بعنوان الکترود مرجع، پلاتین بعنوان الکترود کمکی و نمونه بعنوان الکترود کاری استفاده شد. آزمون پتانسیوداینامیک با نرخ اسکن پتانسیل 5 mv/s انجام گرفت.
