مشخصه یابی پوشش های نانوکامپوزیتی ni-sic-cnt تولید شده به روش آبکاری الکتریکی

سطوح قطعات و مواد به دلیل ساختار اتمی آن ها، آسیب پذیرترین محل برای حملات متعدد هستند. بنابراین لازم است تمهیداتی جهت حفظ سطح از این حملات اندیشیده شود. یکی از این راه حل ها، ایجاد پوشش بر سطح است که به روش های گوناگونی صورت می پذیرد. از این میان روش آبکاری الکتریکی بدلیل هزینه های پایین تولید، سهولت تولید و آسان بودن کنترل فرآیند از اهمیت بالایی برخوردار است. در این فرآیند از طریق کنترل ترکیب و پارامترهای عملیات محلول می توان خواص رسوب الکتریکی را در دامنه وسیعی تغییر داد. با استفاده از این روش می توان پوشش های کامپوزیتی نیز بر سطح ایجاد کرد. پژوهش های زیادی در زمینه تولید پوشش های کامپوزیتی زمینه نیکل به روش آبکاری الکتروشیمیایی انجام گرفته است. در این رابطه استفاده از ذرات کاربید سیلسیم به عنوان عامل تقویت کننده در زمینه نیکلی بسیار مورد توجه بوده است. هم چنین به منظور بهبود خواص تریبولوژیکی پوشش، از کربن به صورت گرافیت و یا نانولوله کربن استفاده شده است. در بیشتر پژوهش ها sic و cnt به صورت جداگانه در زمینه نیکل مورد استفاده قرار گرفته اند. در این پژوهش، ابتدا پوشش های کامپوزیتی ni-sic در سه غلظت متفاوت 5، 10 و 15 گرم در لیتر ذره تقویت کننده با استفاده از فرآیند آبکاری الکتریکی بر روی یک زیرلایه آلومینیومی تولید شدند. پس از بررسی بهترین نمونه از لحاظ مقاومت به سایش، تاثیر نانو لوله های کربنی در دو غلظت 2 و 6 گرم بر لیتر به عنوان تقویت کننده در کنار ذرات sic در بهترین نمونه مرحله قبل بررسی گردید. نانوسختی و مقاومت به سایش نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. سطح و مقطع پوشش ها هم چنین خطوط سایش با استفاده از میکروسکوپ sem مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور بررسی تاثیر دانسیته جریان بر زبری سطح، مورفولوژی زیرلایه و پوشش های نیکل خالص در دو دانسیته جریان a/dm23وa/dm2 6 با استفاده از میکروسکوپ afm بررسی شد. آزمون پراش پرتو ایکس (xrd) نیز برای بررسی هم نشست ذرات تقویت کننده در پوشش انجام شد. افزایش دانسیته جریان از a/dm2 3 تا a/dm2 6 تغییر محسوسی در پارامتر ra ایجاد نکرد و تنها شکل کلی پستی ها و بلندی های سطحی تغییر پیدا کرد. افزایش غلظت ذرات sic در حمام از g/l 5 (نمونه s5) به g/l 10 (نمونه s10) منجر به بهبود خواص سایشی پوشش گردید. وجود نانولوله های کربنی در سطح پوشش منجر به افزایش هم نشست ذرات sic از 64/17 درصد حجمی در نمونه s10 (نمونه تولید شده در حمام با غلظتsic g/l10) به 27/20 درصدحجمی در نمونه sc6 (نمونه تولید شده در حمام با غلظت g/l sic10 و g/l cnt 6) شد، هم چنین حضور cnt منجر به بر هم خوردن توزیع ذرات sic در پوشش شد. استفاده از cnt تا حد معینی در کنار sic منجر به بهبود سختی و مقاومت به سایش پوشش ni-sic گردید، به طوری که افزایش cnt تا میزان g/l6 منجر به افزایش سختی از 451 ویکرز در نمونه s10 به 508 ویکرز در نمونه sc6، باعث افزایش مدول الاستیک پوشش از gpa 49/145 در نمونه s10 به gpa 61/169 در نمونه sc6 شد و هم چنین کاهش جرم نمونه پس از آزمون سایش در نمونه sc6 6/41% نسبت به نمونه s10 بهبود پیدا کرد.