Bezprądowa metalizacja proszków korundowych do wytwarzania niskofosforowych kompozytów Al2O3/Ni-P

• Autorzy: Bieliński J. , Bielińska A. , Kulak I. , Kuziak J. , Michalski J. , Konopka K.

Warianty tytułu

EN

Electroless metallization of [alpha]-alumina powders for preparation of low-phosphorus Al2O3/Ni-P composites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono badania nad bezprądową metalizacją proszków ceramicznych z roztworów, które umożliwiają znaczne zmniejszenie zawartości P w Ni-P (nawet do zakresu 2-3% m/m), co pozwala m.in. na podwyższenie temperatury spiekania kompozytu. Metalizacji poddano proszki tlenki glinu typu [alfa]-Al2O3 (ziarna od 2 do 75 žm). Zbadano wpływ poszczególnych parametrów bezprądowej metalizacji na skład osadzanych na ceramice warstw stopowych Ni-P (zawartość P) oraz na udział fazy metalicznej w proszkowym kompozycie Al2O3/Ni-P (szybkość niklowania). W zastosowanych roztworach alkalicznych do bezprądowego niklowania zmieniano stężenia soli niklu, podfosforynu, związku buforująco-kompleksującego (glicyny), pH i temperatury roztworu. Zastosowano metody planowania eksperymentu w celu porównania przebiegu procesu dla poszczególnych rodzajów podłoży. Otrzymane proszki kompozytowe zawierały 1-20% Ni-P, a zawartość P wynosiła 2-11% mas. Przedyskutowano rolę poszczególnych parametrów w procesie metalizacji. Wykonano wstępne charakterystyki strukturalno-morfologiczne warstw i proszków oraz spieków kompozytowych.

EN

The investigation of the electroless metallization of alumina powders was presented in this work and namely from the low-phosphorus Ni-P deposition bath. So distinct reduction of P-content (even to 2-3 wt.% range) allows the increase of the temperature in composite sintering process. The electroless metallization was carried on the alumina powders of [alpha]-Al2O3: Electro-corundum (grains 50+/-75 žm) and corundum Martinswerk (1+/-6 žm). The influence of the particular parameters of electroless metallization on the P-content in deposited Ni-P alloy coatings and on the metallic phase content in the Al2O3/Ni-P powder composite (rate of deposition) was determined. In investigated alkaline electroless nickel baths the concentration of Ni-salts, hyphophosphite, buffering/complexing compound (glycine), pH-value and temperature was the subject of changes. Statistical experiment design methods have been applied to characterize and compare the metallization process for different types of powders. The obtained Al2O3/Ni-P composite powders contained from 1 to over 20 wt.% of Ni-P and the P-content in Ni-P was in 2+/-11 wt.% range. The possible role of parameters in composite deposition process have been discussed. The introductory structural and morphological characterization of the Ni-P coatings (ca 2% of P) and composite powders as well as sintered samples of Al2O3/Ni-P was carried on.

Słowa kluczowe

PL

bezprądowe osadzanie Ni-P; podłoże proszkowe; kompozyt Al2O3/Ni-P

EN

electroless Ni-P deposition; powder substrate; Al2O3/Ni-P composite

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 5, nr 2
• Strony: 52--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bieliński J.

• Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa

autor

Bielińska A.

• Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa

autor

Kulak I.

• Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa

autor

Kuziak J.

• Politechnika Warszawska, Wydział Chemiczny, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warszawa

autor

Michalski J.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Konopka K.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

Bibliografia

• [1] Sajfullin R.S., Nieorganiczeskije kompozicionnyje matieriały, Chimija, Moskwa 1983.
• [2] Hovestad A., Janssen L.J., Electrochemical codeposition of inert particles in a metallic matrix, J. Appl. Electrochem. 1995, 25(6), 519.
• [3] Musiani M., Electrodeposition of composites: an expanding subject in electrochemical materials science, Electrochim. Acta 2000, 45(20), 3397.
• [4] Balaraju J.N., Narajanan S., Seshadri S.K., Electroless NiP composite coatings, J. Appl. Electrochem. 2003, 33, 807.
• [5] Leon C.A., Drew R.A.L., Preparation of nickel-coated powders as precursors to reinforce MMCs, J. Mater. Sci. 2000, 35, 4763.
• [6] Harizanov O.A., Stechev P.L., Iossifova A., Metal coated alumina powder for metalloceramics, Materials Letters 1998, 33, 297.
• [7] Electroless Plating: Fundamentals and Applications, ed. G.O. Mallory, J.B. Hajdu, AESF, Publ., Orlando 1990.
• [8] Bieliński J., Wybrane zagadnienia procesów bezprądowego osadzania warstw niklowo-fosforowych, Wyd. Pol. Warszawskiej, Warszawa 1985.
• [9] Bieliński J., Bielińska A., Bezprądowe osadzanie metali - aktualny stan teorii i praktyki, ref. plenarny III Międzynarodowej Konferencji PTG, Szklarska Poręba, październik 2004, 111-121.
• [10] Deuis R.L., Subramanian C., Yellup J.M., Strafford K.N., Arora P., Study of electroless nickel plating of ceramic particles, Scripta Metallurg. Mater. 1995, 33(8), 1217.
• [11] Chung W-S., Chang S-Y., Lin S-J., Electroless nickel plating on SiC Powder with hypophosphite as a reducing agent, Plating Surface Finishing. 1996, 83, 68.
• [12] Di Giampaolo A.R., Ordonez J.G., Gugliemacci J.M., Lira J., Electroless nickel-boron coatings on metal carbides, Surf. Coating Technol. 1997, 89, 127.
• [13] Wen G., Guo Z.X., Davies C.K.L., Microstructural characterisation of electroless-nickel coatings on zirconia powder, Scripta Mater. 2000, 43, 307.
• [14] Chen Y., Cao M. Xu Q., Zhu J., Electroless nickel plating on silicon carbide nanoparticles, Surf. Coat. Technol. 2003, 172, 90.
• [15] Kretz F., Gacsi Z., Kovacs J., Pieczonka T., The electroless deposition of nickel on SiC particles for aluminum matrix composites, Surf. Coating Technol. 2004, 575, 180-184.
• [16] Zhang C., Ling G.P., He J.H., Co-alumina nanocomposites powder prepared by electroless plating, Materials Letters 2003, 58, 200.
• [17] Chung S.Y., Lin J.H., Lin S.J., Processing copper and silver matrix composites by electroless plating and hot pressing, Metall Mater. Trans. 1999, A30(4), 1119.
• [18] Michalski J., Konopka K., Trzaska M., Nanocomposites of Ni on Al2O3 ceramic powder coated by chemical reactions, Acta Physica Polonica 2002, 102, 181-6.
• [19] Michalski J., Konopka K., Gierlotka S., Kurzydłowski K., Trzaska M., Możliwości wytwarzania nanokompozytu Al2O3/Ni-P poprzez prasowanie na gorąco (HP) poniklowanego metodą bezprądową proszku Al2O3, Kompozyty (Composites) 2003, 3, 7, 176-181.
• [20] Michalski J., Konopka K., Trzaska M., Description of Al2O3 powders coated by Ni-P particles obtained through an electroless reaction and possibilities to obtain an Al2O3/NiP composite, Materials Chem. Physics 2003, 81(2-3), 407.
• [21] Bieliński J., Kulak I., Bielińska A., Michalski J., Bezprądowe niklowanie materiałów litych i proszkowych, Ochrona przed Korozją 2003, 46(11A), 233.
• [22] Bieliński J., Bielińska A., Kulak I., Biedrzycka A., Michalski J., Bezprądowe osadzanie Ni-P na podłożach proszkowych, Ochrona przed Korozją 2004, 47(11s/A), 115-119.
• 23] Bieliński J., Badania procesów bezprądowego osadzania warstw Ni-P, Chemia Stosowana 1986, 30(4), 519.
• [24] Bieliński J., Uber die Rolle der Puffersubstanzen und Komplexbildner bei der aussenstromlosen Vernicklung, Oberflaeche-Surface 1984, 25(12), 423.
• [25] Bieliński J., Bielińska A., Gajewska A., Związki buforują- co- -kompleksujące w roztworach do bezprądowego osadzania, Inżynieria Powierzchni 2002, 41, 3.
• [26] Bielińska A., Bieliński J., Kontrola analityczna procesu bezprądowego osadzania Ni-P, Inżynieria Powierzchni 2001, 6(4), 14.
• [27] Achnazarowa S.Ł., Kafarow W.W., Optymalizacja eksperymentu w chemii i technologii chemicznej, WNT, Warszawa 1982.
• [28] Statgraphics Plus for Windows, Experimental Design, Manugistics Inc. 1995.