تشکیل و مشخصه یابی پوشش الکترولس کامپوزیتی ni-p-ws2 و مقایسه آن با پوشش ni-p-cnt

یکی از روش های ایجاد پوشش های کامپوزیتی وارد کردن ذرات به پوشش های متداول مانند پوشش الکترولس نیکل- فسفر است. به این صورت که رسوب ذرات روانکار جامد به همراه پوشش الکترولس نیکل سبب می شود که زمینه سخت پوشش الکترولس، ذرات روانکار نرم را در بر بگیرد و شرایط مناسب تری را ایجاد کند. در این پژوهش اثر وارد کردن ذرات روانکار دی سولفید تنگستن (ws2) به پوشش الکترولس و تاثیر آن بر خواص اصطکاکی مورد بررسی قرار گرفته است و با تاثیر نانولوله های کربنی (cnt) برخواص تریبولوژیکی پوشش الکترولس نیکل مقایسه شده است. به این منظور ذرات ws2 با غلظت 1، 2، 3، 4 و 5 گرم بر لیتر و ذرات cnt با غلظت 5/1، 2 و 5/2 گرم بر لیتر به پوشش افزوده شدند. هر دو پوشش فوق روی زیرلایه فولاد ساده کربنی ایجاد شدند. مشخصه یابی پوشش توسط پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و طیف نگاری تفکیک انرژی (eds) صورت پذیرفت. پوشش الکترولس کامپوزیتی با هر دو ذره تقویت کننده دارای ساختاری آمورف است که پس از عملیات حرارتی به کریستاله تبدیل می شود؛ پوشش در هر دو حالت با ضخامتی در حدود 20 میکرومتر است. مورفولوژی سطحی پوشش نیز در هر دو حالت به صورت کروی و گل کلمی است. در مورد پوشش حاوی ذرات ws2 مقدار این مناطق و زبری پوشش بیش تر است. بررسی رابطه غلظت ذرات در حمام با درصد ذرات به دام افتاده درون پوشش ها نشان داد که بیشترین مقدار رسوب ذرات برای پوشش ni-p-cnt در غلظت 2 گرم بر لیتر و برای پوشش ni-p-ws2 در غلظت 4 گرم بر لیتر بدست می آید. بررسی سختی پوشش در حالت آمورف و پس از عملیات حرارتی توسط دستگاه میکروسختی ویکرز انجام شده است. خواص تریبولوژیکی پوشش توسط روش پین روی دیسک، در بار سایشی 6 و 10 نیوتن و سرعت در حدود 20 سانتی متر بر ثانیه بررسی شده است. یافته ها نشان می دهد که سختی پوشش برای هر دو نوع تقویت کننده، بعد از عملیات حرارتی افزایش یافته است، ولی سختی پوشش حاوی ذرات cnt به دلیل استحکام بالای نانولوله های کربنی، بیشتر از پوشش حاوی ذرات ws2 است. نتایج حاصل از آزمون اصطکاک و سایش نشان می دهد که استفاده از پوشش ni-p-ws2 سبب کاهش ضریب اصطکاک و افزایش روانکاری در مقایسه با پوشش الکترولس ni-p معمولی شده است، در حالی که مقاومت سایشی نیز نسبتا خوب است. پوشش ni-p-cnt نیز در مقایسه با پوشش معمولی ni-p مقاومت سایشی بالاتر و ضریب اصطکاک پایین تر دارد ولی محدوده پایداری ضریب اصطکاک آن کم تر از پوشش حاوی ذرات دی سولفید تنگستن است. بررسی اثر عملیات حرارتی بر خواص تریبولوژیکی پوشش نشان داد که عملیات حرارتی در دمای 400 درجه سانتی گراد سبب بهبود خواص سایشی و اصطکاکی برای هر دو پوشش کامپوزیتی شده است.