آبكاری الكتریكی یکی از روش های مناسب جهت همرسوبی ذرات ریز فلزی، غیر فلزی و پلیمری در زمینه فلزی است. در این تحقیق پوشش نانوکامپوزیتی کرم-کاربیدتنگستن با استفاده از جریان پالسی مربعی روی فولاد کربنی ایجاد شد. تاثیر پارامترهای آبکاری مانند غلظت سورفکتانت SDS و افزودنی ساخارین به عنوان ریزکننده، دانسیته جریان، سیکل کاری و فرکانس بر روی سختی، درصد وزنی ذرات و نحوه توزیع آن ها در پوشش بررسی شد. در این تحقیق سعی شد عواملی همچون نوع حمام، دما، pH و میزان تلاطم ثابت در نظر گرفته شوند. به علاوه، تاثیر پارامترهای آبکاری بر رفتار سایشی پوشش مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی مورفولوژی سطح پوشش و توزیع ذرات و درصد وزنی آن ها در پوشش از میکروسکوپ الکترونی روبشی مجهز به آنالیزور EDS و جهت بررسی خواص پوشش از آزمون های سختی و سایش استفاده شد. نتایج نشان داد که افزایش غلظت ساخارین به حمام، به کاهش درصد وزنی ذرات و افزایش غلظت SDS تا 1 گرم بر لیتر به افزایش درصد وزنی ذرات و کاهش قطر ذرات و توزیع بهتر آن ها در پوشش منجر می شود. همچنین با افزایش دانسیته جریان تا 15 آمپر بر دسیمتر مربع به افزایش حضور ذرات در پوشش و افزایش سختی پوشش منجر می شود. با افزایش سیکل کاری حضور ذرات در پوشش کم می شود. افزایش فرکانس از 1 تا 1000 هرتز باعث افزایش حضور ذرات در پوشش می شود. همچنین حضور بیشتر و توزیع یکنواخت تر ذرات در پوشش منجر به افزایش سختی و (در پوششهای بدون ترک) بهبود مقاومت سایشی پوشش می گردند.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده
1
مقدمه
2
فصل اول : کلیات
کلیات
3
4
فصل دوم : مروری بر منابع
5
2-1- مقدمه
6
2-2- آبکاری الکتریکی
6
2-2-1- مزایا و معایب آبکاری الکتریکی
7
2-3- آبکاری پوششهای کامپوزیتی
8
2-3-1- مزایا و معایب آبکاری کامپوزیتی
9
2-4- پوشش های نانوکامپوزیتی
10
2-4-1- روش تولید پوششهای نانوکامپوزیتی
10
2-4-2- کاربرد پوششهای نانوکامپوزیتی
11
2-5- مکانیزم رسوب الکتریکی
12
2-5-1- رسوبگذاری کرم سه ظرفیتی
13
2-5-2- کمپلکس سازهای کرم
14
2-6- آبکاری کرم سه ظرفیتی
15
2-6-1- ترکیب حمام کرم سه ظرفیتی
15
2-6-2- ویژگی های ترکیب حمام آبکاری
16
2-6-3- مشکلات آبکاری کرم سه ظرفیتی
16
2-7- مکانیزمهای همرسوبی الکتروشیمیایی
17
2-7-1- مدل کلاسیک گاگلیمی
18
2-7-2- مدل Celies
21
2- 8- پایداری پراکندگی سیستمهای کلوئیدی
22
2-8-1- توزیع فیزیکی نانو ذرات با عملیات اولتراسونیک
23
2-8-2- روش های شیمیایی پراکندگی سیستمهای کلوئیدی
23
2-9- تاثیر نوع جریان آبکاری
27
2-10- تاثیر زمان روشنایی و خاموشی
28
2-11- تاثیر دانسیته جریان
29
2-12- روش های تعیین ذرات پراکنده در پوشش
33
2-12-1- روش وزنی
33
2-12-2- روش میکروسکوپی
33
2-12-3- روش میکروآنالیزورهای پروپ الکترونی
33
2-12-4- روش طیف نگاری مرتبط با فوتون (PCS)
34
2-13- سایش و مکانیزمهای آن
34
فصل سوم : روش انجام آزمایش
37
3-1- مواد مورد استفاده
38
3-2- وسایل و تجهیزات مورد استفاده جهت آبكاری
39
3-2-1- منبع جریان
40
3-3- آماده سازی الكترولیت و آبكاری نمونه ها
41
3-4- ارزیابی نمونه ها
44
3-5- نحوه بررسی اثر پارامترهای انتخاب شده بر ریز ساختار و خواص پوشش
45
3-5-1- بررسی اثر غلظت پخش كننده (SDS)
45
3-5-2- بررسی اثر افزودنی ساخارین
46
3-5-3- بررسی اثر دانسیته جریان
46
3-5-4- بررسی اثر فركانس
47
3-5-5- بررسی اثر چرخه كاری
47
3-5-6- بررسی اثر غلظت كاربیدتنگستن
48
فصل چهارم : نتایج و بحث
49
4-1- بررسی اثر افزودنیها بر مورفولوژی پوششهای نانوكامپوزیتیCr-WC
50
4-1-1- تاثیر سورفكتانت SDS
51
4-1-2- تاثیر افزودنی ساخارین
56
4-1-3- تاثیر غلظت ذرات كاربید تنگستن در محلول
59
4-2- بررسی اثر پارامترهای آبکاری پالسی بر مورفولوژی پوششهای نانوکامپوزیتی Cr-WC
61
4-2-1- تاثیر دانسیته جریان
61
4-2-2- تاثیر چرخه كاری
65
4-2-3- تاثیر فركانس پالس
67
4-3- بررسی اثر پارامترهای موثر بر سختی و رفتار سایشی پوششهای نانوكامپوزیتی Cr-WC
70
4-3-1- تاثیر غلظت ذرات WC در حمام آبکاری
70
4-3-2- تاثیر غلظت سورفكتانت SDS
73
4-3-3- تاثیر افزودن ساخارین
75
4-3-4- تاثیر دانسیته جریان
78
4-3-5- تاثیر فركانس پالس
81
4-3-6- تاثیر چرخه كاری
83
فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادها
85
نتیجه گیری
86
پیشنهادها
87
مراجع
88
مراجع فارسی
89
مراجع لاتین
90
چکیده انگلیسی
94
فهرست جدول ها
عنوان صفحه
جدول 2-1- درصد حجمی ذراتی که توسط جذب ضعیف و قوی در حین ایجاد پوشش
کامپوزیتی نیکل-کاربیدسیلسیم به سطح کاتد چسبیده اند
20
جدول 2-2- شرایط پایداری بر حسب پتانسیل زتا
24
جدول 2-3- شرایط گوناگون شفافیت محلول بر حسب پتانسیل غلظت ترساز
26
جدول 3-1- ترکیب و شرایط حمام مورد استفاده برای آبکاری
42
جدول 3-2- تركیب حمام الكتروپولیش
43
جدول 3-3- شرایط انجام آزمایش سایش
45
جدول 3-4- شرایط آبكاری بكار رفته برای بررسی اثر غلظت SDS
46
جدول 3-5- شرایط آبكاری بكار رفته برای بررسی اثر غلظت ساخارین
46
جدول 3-6- شرایط آبكاری بكار رفته برای بررسی اثر دانسیته جریان
46
جدول 3-7- زمان های روشنی و خاموشی در هر فركانس
47
جدول 3-8- شرایط آبکاری بکار رفته برای بررسی اثر فرکانس
47
جدول 3-9- شرایط آبكاری بكار رفته برای بررسی اثر چرخه كاری
48
جدول 3-10- شرایط آبكاری بكار رفته برای بررسی اثر غلظت كاربیدتنگستن
48
فهرست شکل ها
شکل 2-1- شماتیکی از سلول آبکاری الکتریکی.
7
شکل 2-2- گروههای مختلف مواد نانوساختار و روشهای مختلف تولید آنها.
11
شکل 2-3- نمودار شماتیک انواع رشد.
13
شکل 2-4- مدل پنج مرحله ای Celis.
22
شکل 2-5- تصویر شماتیک از یک فعال ساز.
25
شکل 2-6- پوششهای نانو نیکل با اعمال دانسیته جریان های مختلف.
30
شکل 2-7- ارتباط دانسیته جریان پوشش دهی و اندازه دانه پوششهای نیکل نانو.
31
شکل 2-8- الگوی پراش تفرق اشعه X پوشش نانو نیکل در دانسیته جریان های مختلف.
32
شکل 3-1- تصویری شماتیک از جریان پالس مربعی و مثلثی.
40
شكل 4-1- تصاویر SEM مورفولوژی سطح پوشش كرم خالص از حمام فاقد افزودنی (5/2=pH، دانسیته جریان8، چرخه کاری %50، فرکانس Hz 10، دما 27 و زمان min 100).
50
شكل 4-2- تصاویر SEM مورفولوژی سطح پوشش كامپوزیتی Cr-WC از حمام فاقد افزودنی (5/2pH=، غلظت ذرات g/lit 10، دانسیته جریان 8، چرخه کاری%50، فرکانس Hz 10 ، دما27 و زمان min 100).
51
شكل 4-3- نحوه عملكرد فعال ساز سطح بر روی جدایش ذرات در حمام.
52
شكل 4-4- تصاویر SEM مورفولوژی سطح پوششهای كامپوزیتی از حمام با g/lit 1 ساخارین و حاوی a) صفر، b) 5/.، c) 1، d) 2 گرم بر لیتر SDS (5/2pH=، غلظت ذرات g/lit 10، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10 ، دانسیته جریان 8، دما27 و زمان min 100).
53
شكل 4-5- تاثیر غلظت SDS بر درصد وزنی ذرات كاربیدتنگستن در پوشش Cr-WC (5/2PH=، غلظت ذرات g/lit 10، g/lit 1 ساخارین، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10، دانسیته جریان 8، دما27 و زمان min 100).
55
شکل 4-6- تصاویر SEM مورفولوژی سطح پوشش نانوكامپوزیتی Cr-WC از حمام حاوی 1 گرم بر لیتر SDS و a) 5/0، (b1، (c5/1، (d3 گرم بر لیتر ساخارین (5/2pH=، غلظت ذرات g/lit 10، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10، دانسیته جریان8، دما27 و زمان min 100).
57
شکل 4-7- تاثیر غلظت ساخارین بر درصد وزنی ذرات كاربیدتنگستن در پوششهای Cr-WC (5/2pH=، غلظت ذرات g/lit 10، g/lit SDS 1، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10، دانسیته جریان8، دما27 و زمان min100).
58
شكل 4-8- تصاویر SEM مورفولوژی سطح پوششهای كامپوزیتی Cr-WC از حمام با g/lit SDS 1، g/lit1 ساخارین، (a5، (b10، c) 20، (d 40 گرم بر لیتر كاربیدتنگستن (5/2pH=، چرخه كاری%50، فركانس Hz 10، دانسیته جریان8، دما27 و زمان min 100).
59
شكل 4-9- تصاویر SEM سطح مقطع پوششهای كامپوزیتی Cr-WC از حمام با g/lit SDS 1، g/lit 1 ساخارین، (a5، (b10، (c 20، (d 40 گرم بر لیتر كاربیدتنگستن (5/2pH=، چرخه كاری%50، فركانس Hz 10، دانسیته جریان8، دما27 و زمان min 100).
60
شكل 4-10- تاثیر غلظت کاربیدتنگستن بردرصد وزنی ذرات در پوششهای Cr-WC (5/2pH=، g/lit SDS 1، g/lit 1 ساخارین، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10 ، دانسیته جریان8، دما27 و زمان min 100).
61
شكل 4-11- تصاویر SEM مورفولوژی سطح پوششهای كامپوزیتی Cr-WC از حمام با g/lit SDS 1 و g/lit 1 ساخارین با دانسیته جریانهای (a 2، (b8، (c15 و d) 20 آمپر بر دسیمتر مربع (5/2pH= ، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10، دما27 و زمان min 100).
62
شكل 4-12- تاثیر دانسیته جریان بر درصد وزنی ذرات كاربید تنگستن در پوششهای Cr-WC (5/2pH=، غلظت ذرات g/lit 10، g/lit SDS 1، g/lit 1 ساخارین، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10 ، دما27 و زمان min 100).
63
شكل 4-13- تصاویر SEM ازمورفورلوژی سطح پوششهای نانوكامپوزیتی Cr-WC از حمام حاوی
g/lit SDS 1، g/lit 1 ساخارین، درچرخه های كاری a) 30، b) 50، c) 70، d) 90 درصد (5/2pH=، غلظت ذرات g/lit، 10، فركانس Hz 10، دانسیته جریان8، دما27 و زمان min 100).
65
شكل 4-14- تاثیر چرخه کاری بر درصد وزنی ذرات كاربیدتنگستن در پوششهای Cr-WC (5/2pH=، غلظت ذرات g/lit 10، g/lit SDS 1، g/lit 1 ساخارین، فركانس Hz 10، دانسیته جریان8، دما27 و زمان min 100).
66
شكل 4-15- تصاویر SEM مورفولوژی سطح پوششهای كامپوزیتی Cr-WC از حمام حاویg/lit SDS 1 وg/lit 1 ساخارین (a 1، (b 10 (c 100، (d1000 هرتز (5/2pH=، غلظت ذرات g/lit 10، چرخه كاری %50، دانسیته جریان8، دما27 و زمان min 100).
68
شكل 4-16- نمودار تغییرات درصد وزنی كاربیدتنگستن در پوششهای كامپوزیتی Cr-WC برحسب فركانس، در حمام آبکاری با غلظت ذرات g/lit 10، g/lit SDS 1، g/lit 1 ساخارین، 5/2pH=، چرخه كاری %50، دانسیته جریان8، دما27 و زمان min 100.
69
شكل 4-17- نمودار ریز سختی پوشش كرم خالص و پوشش كامپوزیتی Cr-WC برحسب غلظتهای مختلف WC در حمام آبكاری با دانسیته جریان 8، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10، SDS و ساخارین هر كدام g/lit 1.
70
شكل 4-18- نرخ سایش پوشش كرم خالص و پوشش كامپوزیتی Cr-WC بر حسب غلظتهای مختلف WC در حمام آبكاری با دانسیته جریان 8، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10، SDS و ساخارین هر کدام g/lit 1.
71
شكل 4-19- تصاویر SEM سطوح سایش پوششهای كامپوزیتی Cr-WC تولید شده در حمامهای حاوی غلظتهای a) 5، b) 10 و c) 40 گرم بر لیتر ذرات WC در آبكاری با دانسیته جریان 8، چرخه كاری %50، فركانس Hz10SDS , و ساخارین هر کدام g/lit 1.
72
شكل 4-20- نمودار ریز سختی پوشش كامپوزیتی Cr-WC بر حسب افزایش غلظت SDS در حمام آبكاری با دانسیته جریان 8، غلظت ذرات gr/lit10، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10، SDS وساخارین هر کدام g/lit 1.
73
شكل 4-21- نرخ سایش پوششهای كامپوزیتی Cr-WC بر حسب غلظت SDS در حمام آبكاری با دانسیته جریان 8، غلظت ذرات g/lit10، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10 و ساخارین g/lit 1.
74
شكل 4-22- ریزسختی پوششهای كامپوزیتی Cr-WC بر حسب افزایش غلظت ساخارین در حمام آبكاری با دانسیته جریان 8، غلظت ذرات g/lit 10، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10 و SDS g/lit 1.
75
شكل 4-23- نرخ سایش پوششهای كامپوزیتی Cr-WC بر حسب غلظت ساخارین در حمام آبكاری با دانسیته جریان 8، غلظت ذراتgr/lit 10، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10 و SDS g/lit 1.
76
شكل 4-24- تصاویر SEM از سطوح سایش پوششهای كامپوزیتی Cr-WC در حمام با غلظتهای a) 5/0،
b) 1 و c) 3 گرم بر لیتر ساخارین با دانسیته جریان 8، چرخه كاری %50، فركانس Hz10 و SDS g/lit 1.
78
شكل 4-25- نمودار ریز سختی پوششهای كامپوزیتی Cr-WC بر حسب مقادیر مختلف دانسیته جریان در حمام آبكاری با غلظت ذرات g/lit 10، فركانس Hz 10، چرخه كاری %50، ساخارین و SDS هر کدام g/lit1.
79
شكل 4-26- نرخ سایش پوششهای كامپوزیتی Cr-WC بر حسب دانسیته جریان در حمام آبكاری با غلظت ذرات g/lit 10، ساخارین و SDSهر کدام g/lit 1، چرخه كاری %50 و فركانس Hz 10.
80
شكل 4-27- تصاویر SEM از سطوح سایش پوششهای كامپوزیتی Cr-WC بر حسب دانسیته جریانهای a) 6، b) 8 و c) 20 آمپر بر دسیمتر مربع در حمام آبكاری با غلظت ذرات g/lit 10، ساخارین و SDSهر کدام g/lit 1، چرخه كاری %50 و فركانس Hz 10.
81
شكل 4-28- نمودار ریز سختی پوششهای كامپوزیتی Cr-WC در فركانسهای مختلف در حمام آبكاری با دانسیته جریان8، چرخه كاری %50، غلظت ذرات g/lit 10، ساخارین و SDS هر کدام g/lit 1.
82
شكل 4-29- نرخ سایش پوششهای كامپوزیتی Cr-WC بر حسب فرکانس در حمام آبكاری با دانسیته جریان8، غلظت ذرات g/lit 10، چرخه كاری %50، ساخارین و SDSهر کدامg/lit 1.
82
شكل 4-30- نمودار ریز سختی پوششهای كامپوزیتی Cr-WC در چرخه های کاری مختلف در حمام آبكاری با دانسیته جریان8، غلظت ذرات g/lit 10، چرخه كاری %50، ساخارین و SDSهر کدامg/lit 1.
83
شكل 4-31- نرخ سایش پوششهای كامپوزیتی Cr-WC بر حسب چرخه کاری در حمام آبكاری با دانسیته جریان8، غلظت ذرات g/lit 10، فركانس Hz 10، ساخارین و SDS هرکدام g/lit 1.
84
| قيمت فايل: | 16900 تومان |
|---|---|
| تعداد اسلايدها: | 109 |
| خريد فايل از سايت مرجع |