بخشی از مقاله
مقدمه
روی فلزی با وزن مخصوص 7/13 g/cm3 و نقطهی ذوب 419 C است و رنگ آن سفید متمایل به آبی است - پروینی احمدی، . - 1382 روی معمولا نسبت به فولاد آندی است و در بیشتر محیطها به صورت قربانی از فولاد محافظت میکند. این حفاظت حتی با وجود ناپیوستگیهای بزرگ نیز به قدرت خود باقی میماند
از جمله موارد مورد استفاده از پوششهای روی میتوان به صنایع اتوموبیل، ورقها، سیمها، پیچها و... اشاره کرد. برای ایجاد پوشش روی، بهطور گسترده از حمامهای اسیدی سولفاتی، اسیدی کلریدی، قلیایی سیانیدی استفاده میشود
در این بین حمامهای قلیایی سیانیدی دارای خواص بسیاری مطلوبی برای پوشش روی است. امروزه به دلیل سمی بودن، آلوده کردن محیطزیست و همچنین هزینههای دفع پساب و سایر مشکلات، سعی شده است با استفاده از حمامهای قلیایی غیرسیانیدی، جایگزینی برای این حمامها با خواصی نزدیک به آن یافت شود
بسیاری از افراد سعی کردند با افزودن ترکیبات مختلف به حمام پوشش مناسبی از حمام قلیایی غیرسیانیدی به دست بیاورند اما علاوه بر افزودنی، عوامل دیگری مانند چگالی جریان اعمالی و نسبت غلظت سود - NaOH - به روی در کیفیت پوشش روی متعلق به حمام قلیایی غیر سیانوری تاثیر گذار است که در مراجع ذکر شده است .در بالاترین چگالی جریانها، رسوب ممکن است بسوزد و در چگالی جریانهای پایین ممکن است هیچ رسوبی مشاهده نشود
سیه1 و همکارانش بهروی دستهای از پلیآمینها کار کردند که به این حمامها بهعنوان افزودنی اضافه شدند و با استفاده از چگالی جریان بالا - HCD2 - نتایج جالبی بهروی مورفولوژی و شکل رسوبات و زبری و صافی سطح بهدست آوردند - Hsieh, Hu, . - Lee, 2009 در این پژوهش سعی شده است با استفاده از افزودنیهای تری اتانول آمین، نمک ادتا - EDTA - و سی تب - CTAB - ، تاثیر نسبت غلظتهای متغیر سود - NaOH - به فلز روی و چگالی جریان های مختلف بر خواص پوشش بررسی شود.
مواد و روش تحقیق
در این تحقیق آند از جنس روی خالص و کاتد از جنس فولاد کم کربن انتخاب شد. نمونهها ابتدا در سنبادههای 360، 600، 800 و 1200 پولیش شده و سپس به منظور چربیزدایی در 150 g/l NaOH به مدت 15 دقیقه و در دمای 60 C قرار گرفتند. پس از آبکشی در آب مقطر، 5 دقیقه در % 30 HCl اسیدشویی شده و در نهایت پس از آبکشی دوباره با دمش هوای داغ خشک شدند. یکی از عوامل تاثیرگذار در پوششدهی الکتریکی، دانسیته جریان حمام است که میتواند باعث سوختگی پوشش یا مرغوبیت سطح کیفی پوشش شود. بنابراین برای بررسی این پارامتر، 3 حمام با دانسیته جریانهای 2 A/dm2، 3 و 4 بهروی نمونه پوششدهی الکتریکی شد که ترکیب این حمامها در جدول 1 آمده است. سایر پارامترها و ترکیب حمامها نیز ثابت در نظر گرفته شد تا تاثیر تفاوت این دانسیته جریانها مورد ارزیابی قرار بگیرد.
حمامهای 4 تا 6 نیز، نسبتهای مختلف سود به روی را نشان میدهد . در این دسته از حمامها، سه ترکیب حمام در نسبت غلظتهای سود به روی 8، 10 و 12 آبکاری الکتریکی شدند. سایر پارامترها و ترکیب حمامها ثابت در نظر گرفته شد تا تاثیر این نسبت غلظتها مورد ارزیابی واقع شوند. جدول 2 ترکیب و شرایط این حمامها را نشان میدهد. جهت بررسی ترکیب پوشش در چند نقطهی متفاوت از نمونهی حمام 3، از آنالیز عنصری تفرق انرژی اشعه - Oxford instrument - - EDX1 - X استفاده شد. بررسی مورفولوژی سطحی پوشش با میکروسکوپ الکترونی روبشی Cam Scan MV1300 - ساخت جمهوری چک - انجام شد که نتایج آن در شکلهای 1 و 2 آمده است.
با توجه به اینکه زبری یا صافی سطح پوشش در خواص پوشش تاثیرگذار است، از نمونهها آزمون زبری سنجی Taylor- Hobson LE49 JQ.UK - ساخت انگلستان - گرفته شده است که نتایج آن براساس عدد زبری Ra ارائه شده است. برای بررسی رفتار خوردگی پوششها از دستگاه پتانسیواستات ساخت شرکت BEHPAJOOH مدل BHP2063 و نمودارهای تافل مربوط به آن استفاده شده است. حمامها در محلول %3/5 NaCl در یک سل سه الکترودی شامل الکترود کمکی2 پلاتینی، الکترود کالومل اشباع بهعنوان الکترود مرجع 3 و الکترود کاری4 - نمونهها - قرار گرفتند. برای بهدست آوردن پتانسیل مدار باز نمونهها، 5 دقیقه در محلول قرار گرفتند و پس از مشخص شدن این پتانسیل، در 300 میلی ولت نسبت به پتانسیل مدار باز و با نرخ اسکن 1 mV/s تست تافل گرفته شد و نتایج آن در جدول 3 و شکلهای 6 و 7 آمده است.
جهت بررسی فازهای موجود در پوشش مربوط به حمامهای 4 تا 6، از روش پراش اشعه - D8 ADVANCE BRUKER - X استفاده شد. این آزمایش با زاویه تابش بین 20 تا 90 درجه، سرعت روبش 0/05 درجه در هرثانیه و زمان گام 1 ثانیه صورت گرفت. در این دستگاه از تیوب مسی با طول موج =1/54056 A در ولتاژ 40KV و جریان 40mA برای تولید اشعه X استفاده شد. به منظور تحلیل پراشهای حاصل، از نرم افزار XPERT High Score Plus نسخهی 2/2 استفاده شد. با استفاده از این آزمایش ساختار کریستالی و فازهای موجود در داخل پوشش تعیین گردید. بافت پوشش بهوسیلهی رابطهی ویلسون و راجرز5 محاسبه شد. براساس این رابطه، اندیس بافت6 براساس رابطهی 1 مشخص میشود که IF{hkl} فاکتور شدت نسبی پیک {hkl} است و از رابطهی 2 بهدست میآید:
همچنین IFR{hkl} فاکتور شدت نسبی پیک {hkl} مرجع است که از شدت پیکهای مرجع محاسبه میگردد
جدول -1 ترکیب حمام و شرایط پوششدهی در دانسیته جریانهای متفاوت.
