بررسی مقایسه‌ای اثر چگالی جریان آبکاری بر اندازه دانه پوشش‌های نانوکریستالی نیکل و نیکل-تنگستن

چگالی جریان آبکاری یکی از متغیرهای اساسی فرایند تولید برای کنترل ریزساختار و خواص پوشش‌های نانوکریستال ایجاد شده با فرایند آبکاری است. مکانیزم اثرگذاری این متغیر بر اندازه دانه‌های پوشش‌ تک عنصری ممکن است متفاوت از پوشش آلیاژی باشد. برای بررسی این موضوع، پوشش‌های نیکل و نیکل-تنگستن با استفاده از فرایند آبکاری در محدوده چگالی جریان mA/cm2 90-15روی زیرلایه مسی اعمال شدند. ساختار پوشش‌ها با پراش اشعه ایکس(XRD) و میکروسکپ الکترونی روبشی(SEM) مجهز به سیستم طیف سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس(EDS) بررسی گردید. طبق نتایج حاصل، با افزایش چگالی جریان در پوشش‌های نیکل-تنگستن، درصد وزنی تنگستن کم شده و تا چگالی جریانmA/cm2 60، میانگین اندازه دانه‌ها در حدود nm 5 ثابت باقی ماند اما در مقادیر بیش از آن، افزایش چگالی جریان منجر به ایجاد پوشش با دانه های درشت تری شد. در مقایسه با اثر چگالی جریان آبکاری بر اندازه دانه‌های پوشش نانوکریستال نیکل-تنگستن، در پوشش‌ نانوکریستال نیکل رفتاری متفاوت مشاهده شد به‌گونه‌ای که میانگین اندازه دانه‌های پوشش‌ با افزایش چگالی جریان آبکاری در ابتدا طبق یک رابطه توانی معکوس کاهش یافته و پس از آن تغییر محسوسی نداشت. بر اساس اثر چگالی جریان و مقدار یون‌های تنگستن احیاء شده بر فرایندهای جوانه‌زنی و رشد، علت این تفاوت رفتار توضیح داده شد. همچنین با معرفی کمیت جریان نسبی احیاء و محاسبه آن با استفاده از منحنی‌های ولتامتری، چگونگی اثر چگالی جریان بر مقدار تنگستن در پوشش نانوکریستال نیکل-تنگستن مدل شد.