ترسیب الکتروشیمیایی و بررسی مقاومت به خوردگی پوشش‌های نانوکامپوزیتی Ni-W-P/SiO2

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی- دانشگاه سیدجمال الدین اسدآبادی- اسدآباد- ایران

2 تهران- دانشگاه پیام نور- گروه شیمی

3 تبریز- دانشگاه تبریز- دانشکده فنی مهندسی مکانیک- گروه مهندسی مواد

چکیده

در این تحقیق، پوشش‌های نانوکامپوزیتی Ni-W-P/SiO2 با همرسوبی الکتروشیمیایی نانوذرات SiO2 با آلیاژ Ni-W-P و در محلولهایی با مقادیر مختلف این نانوذرات بر روی سطح مس ایجاد شده اند. ترکیب و ساختار پوشش‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDS)مطالعه شد. نتایج نشان داد که مشارکت نانوذرات سیلیس در پوشش های کامپوزیتی Ni-W-P/SiO2 موجب افزایش یکنواختی و صافی سطح پوشش‌ها می شود. تکنیک های پتانسیل مدار باز (OCP)، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و پلاریزاسیون تافل در محلول NaCl %5/3 جهت ارزیابی مقاومت به خوردگی این پوششها استفاده شد. نتایج این مطالعات نشان داد که پوشش‌های نانوکامپوزیتی حاصل در مقایسه با پوشش آلیاژی Ni-W-P از مقاومت به خوردگی بسیار بالاتری برخوردارند. با افزودن نانو ذرات SiO2 به محلول پوشش دهی در ابتدا مقاومت به خوردگی افزایش و سپس به دلیل آگلومره شدن نانو ذرات کاهش می یابد. بیشترین مقاومت به خوردگی برای پوشش کامپوزیتی سنتز شده از محلولی حاوی g/L9 از نانو ذراتSiO2 بدست آمد. از دلایل اصلی مقاومت به خوردگی بالای این پوشش می توان به دارا بودن بیشترین مقدار ذرات تقویت کننده SiO2 درماتریکس فلزی و ساختاری نانومتری و فاقد عیوب سطحی و میکروترک اشاره کرد.

کلیدواژه‌ها


1. F.-Z. Yang, Z.-H. Ma, L. Huang, S.-K. Xu, S.-M. Zhou, Electrodeposition and Properties of an Amorphous Ni-W-B Alloy before and after Heat Treatment, Chinese Journal of Chemistry, 24 (2006) 114-118.
2. V.M. Krutskikh, A.B. Drovosekov, M.V. Ivanov, Studies of chemical-catalytic formation of Ni-Re (Mo, W)-B alloys, Russian Journal of Electrochemistry, 52 (2016) 873-884.
3. K. Harachai, J. Qin, Y. Boonyongmaneerat, P. Jaroenapibal, Influences of Boron Concentration on Mechanical Properties of Ni-W-B Composite Coatings, Key Engineering Materials, 801 (2019) 166-171.
4. R.A.C. Santana, S. Prasad, A.R.N. Campos, F.O. Araújo, G.P.d. Silva, P.d. Lima-Neto, Electrodeposition and corrosion behaviour of a Ni-W-B amorphous alloy, Journal of Applied Electrochemistry, 36 (2006) 105-113.
5. M.G. Hosseini, M. Abdolmaleki, H. Ebrahimzadeh, S.A.S. Sadjadi, Effect of 2-Butyne-1, 4-Diol on the Nanostructure and Corrosion Resistance Properties of Electrodeposited Ni-W-B Coatings, International Journal of Electrochemical Science, 6 (2011) 1189-1205
6. M.G. Hosseini, M. Abdolmaleki, M.R.B. S.A. Seyed Sadjadi, M.R.Arshadi, H. Khoshvaght, Electrodeposition of Ni-W-B nanocomposite from tartrate electrolyte as alternative to chromium plating, Surface Engineering, 25 (2009) 382–388.
7. Y. Fang‐Zu, M. Zhao‐Hai, H. Ling, X. Shu‐Kai, Z. Shao‐Min, Electrodeposition and Properties of an Amorphous NiWB Alloy before and after Heat Treatment, Chinese Journal of Chemistry, 24 (2006) 114-118.
8. V. Torabinejad, M. Aliofkhazraei, A.S. Rouhaghdam, M.H. Allahyarzadeh, Tribological properties of Ni-Fe-Co multilayer coatings fabricated by pulse electrodeposition, Tribology International, 106 (2017) 34-40.
9. E. Beltowska-Lehman, A. Bigos, P. Indyka, A. Chojnacka, A. Drewienkiewicz, S. Zimowski, M. Kot, M.J. Szczerba, Optimisation of the electrodeposition process of Ni-W/ZrO2 nanocomposites, Journal of Electroanalytical Chemistry, 813 (2018) 39-51.
10. N.P. Wasekar, S.M. Latha, M. Ramakrishna, D.S. Rao, G. Sundararajan, Pulsed electrodeposition and mechanical properties of Ni-W/SiC nano-composite coatings, Materials & Design, 112 (2016) 140-150.
11. W. Zhang, B. Li, C. Ji, Synthesis and characterization of Ni-W/TiN nanocomposite coating with enhanced wear and corrosion resistance deposited by pulse electrodeposition, Ceramics International, 45 (2019) 14015-14028.
12. W. Sassi, L. Dhouibi, P. Berçot, M. Rezrazi, The effect of SiO2 nanoparticles dispersion on physico-chemical properties of modified Ni-W nanocomposite coatings, Applied Surface Science, 324 (2015) 369-379.
13. Y. Wang, Q. Zhou, K. Li, Q. Zhong, Q.B. Bui, Preparation of Ni-W-SiO2 nanocomposite coating and evaluation of its hardness and corrosion resistance, Ceramics International, 41 (2015) 79-84.
14. R.A. Shakoor, U.S. Waware, R. Kahraman, A. Popelka, M.M. Yusuf, Corrosion Behavior of Electrodeposited Ni-B Coatings Modified with SiO2 Particles, International Journal of Electrochemical Science, 12 (2017) 4384- 4391.
15. R. Li, Y. Hou, J. Liang, Electro-codeposition of Ni-SiO2 nanocomposite coatings from deep eutectic solvent with improved corrosion resistance, Applied Surface Science, 367 (2016) 449-458.
16. S.I. Ghazanlou, S. Ahmadiyeh, Yavari, Investigation of pulse electrodeposited Ni-Co/SiO2 nanocomposite coating, Surface Engineering, 33 (2017) 337-347.
17. S. Mohajeri, A. Dolati, S. Rezagholibeiki, Electrodeposition of Ni/WC nano composite in sulfate solution, Materials Chemistry and Physics, 129 (2011) 746-750.
18. N. Elkhoshkhany, A. Hafnway, A. Khaled, Electrodeposition and corrosion behavior of nano-structured Ni-WC and Ni-Co-WC composite coating, Journal of Alloys and Compounds, 695 (2017) 1505-1514.
19. M.G. Hosseini, S. Ahmadiyeh, A. Rasooli, Pulse plating of Ni-B/WC nanocomposite coating and study of its corrosion and wear resistance, Materials Science and Technology, 35 (2019) 1248-1256.
20. B. Bakhit, A. Akbari, A comparative study of the effects of saccharin and β-SiC nano-particles on the properties of Ni and Ni-Co alloy coatings, Surface and Coatings Technology, 253 (2014) 76-82.
21. S. Singh, M. Sribalaji, N.P. Wasekar, S. Joshi, G. Sundararajan, R. Singh, A.K. Keshri, Microstructural, phase evolution and corrosion properties of silicon carbide reinforced pulse electrodeposited nickel-tungsten composite coatings, Applied Surface Science, 364 (2016) 264-272.
22. Guglielmi, Kinetics of the deposition of inert particles from electrolytic baths, Journal of the Electrochemical Society 119 (1972) 1009-1012.
23. M.G. Hosseini, M. Abdolmaleki, J. Ghahremani, Investigation of corrosion resistance of electrodeposited Ni-W/SiC composite coatings, Corrosion Engineering, Science and Technology, 49 (2013) 247-253.
24. M.G. Hosseini, S. Ahmadiyeh, A. Rasooli, S. Khameneh-asl, Pulse Plating of Ni-W-B Coating and Study of Its Corrosion and Wear Resistance ,Metallurgical and Materials Transactions A, 50 (2019) 5510-5524.
25. F. Nasirpouri, M.R. Sanaeian, A.S. Samardak, E.V. Sukovatitsina, A.V. Ognev, L.A. Chebotkevich, M.G. Hosseini, M. Abdolmaleki, An investigation on the effect of surface morphology and crystalline texture on corrosion behavior, structural and magnetic properties of electrodeposited nanocrystalline nickel films, Applied Surface Science, 292 (2014) 795-805.
26. S. Ahmadiyeh, A. Rasooli, M.G. Hosseini, Ni-B/SiC nanocomposite coating obtained by pulse plating and evaluation of its electrochemistry and mechanical properties, Surface Engineering, 35 (2018) 861-872.
27. R.A. Shakoor, R. Kahraman, U.S. Waware, Y. Wang, W. Gao, Properties of Electrodeposited Ni-B-ZrO2 Composite Coatings, International Journal of Electrochemical Science, 10 (2015) 2110-2119.
28. S. Dehgahi, R. Amini, M. Alizadeh, Microstructure and corrosion resistance of Ni-Al2O3-SiC nanocomposite coatings produced by electrodeposition technique, Journal of Alloys and Compounds, 692 (2017) 622-628.
29. Q. Feng, T. Li, H. Teng, X. Zhang, Y. Zhang, C. Liu, J. Jin, Investigation on the corrosion and oxidation resistance of Ni-Al2O3 nano-composite coatings prepared by sediment co-deposition, Surface and Coatings Technology, 202 (2008) 4137-4144.