Nanokompozytowe warstwy nikiel/nanorurki węglowe wytwarzane metodą redukcji elektrochemicznej

• Autorzy: Trzaska M. , Gostomska M.

Warianty tytułu

EN

Nicel/carbon nanotubes nanocomposite layers produced by electrochemical reduction method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań warstw kompozytowych z nanokrystaliczną osnową niklową i nanorurkami węglowymi (CNTs) jako fazą dyspersyjną. Warstwy wytwarzano metodą redukcji elektrochemicznej na podłożu stalowym w kąpieli o składzie podanym przez Wattsa, zmodyfikowanej dodatkami substancji organicznych. Przedstawiono strukturę warstw nanokompozytowych Ni/CNTs oraz anokrystalicznych warstw niklowych, a także wyniki ich rentgenowskiej analizy strukturalnej. Wyniki przeprowadzonych badań wykazały, że dodanie składników organicznych do kąpieli stosowanej do niklowania elektrochemicznego umożliwiło wytworzenie warstw kompozytowych o nanokrystalicznej osnowie niklowej. Dodatek fazy dyspersyjnej w postaci CNTs umożliwił natomiast wytworzenie warstw nanokompozytowych o korzystnych właściwościach użytkowych.

EN

Electrochemical method as a one of the process in surface engineering allowed to obtain materials with high useful properties to applications in industrial branches, materials engineering, nanoscience and nanotechnology. This paper presents some results concerning studies of nanocomposite Ni/CNTs coatings. The coatings have been produced by the electrochemical method in Watts bath on carbon steel substrate (St3S). The used Watts bath has been filled with organic substances and contained disperse phase of carbon nanotubes (CNTs). The bath was enriched with 0.2 g/l of CNTs. The electrodeposition process was performed with constant current density 3 A/dm2 at temperature 45°C. Prior to the process beginning the bath was intensively stirred ultrasonically in order to obtain a homogenous CNTs suspension. During the entire deposition process the bath was stirred mechanically at a speed of 400 rev/min. The performed investigations present the influence of the crystalline size and quantity of CNTs addition as disperse phase on microhardness of produced nanocomposite layers. Structural analysis of produced layers was also performed. On that base the size of crystallites was calculated. The topography and morphology of produced layers are presented. Nanocrystalline structures of nickel coatings were also investigated to have a comparison with composite layers. The structure of CNTs was analyzed by JEOL-1200, JEM-3010 transmission electron microscopes (TEM) and by Raman spectroscopy (Bruker 110S). The morphology and topography of the Ni layers and of the Ni/CNTs composite layers were analyzed by high-resolution scanning electron microscope Hitachi SU-70 and scanning electron microscope Hitachi S-3500N. For the sake of comparison purposes, the structures of the Ni layers and the Ni/CNTs composite layers were also analyzed by Raman spectroscopy. The microhardness of the produced layers was determined with a Vickers hardness indenter, under a load of 20G. It was observed that the layers deposited in the bath with organic additives exhibited much higher hardness with respect to layers produced without ones. The performed investigations of the nanocomposite layers have shown that the addition into the Watts bath of an organic components and disperse phase of CNTs gives possibilities for obtaining nanocomposites with the Ni matrix.

Słowa kluczowe

PL

nanokompozyt; nanokrystaliczna warstwa niklowa; faza dyspersyjna; nanorurki węglowe

EN

nanocomposite coatings; nanocrystal nickel coatings; disperse phase; carbon nanotube

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 10, nr 2
• Strony: 133--137
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Trzaska M.

autor

Gostomska M.

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

Bibliografia

• [1] Trzaska M., Gostomska M., Warstwy kompozytowe Ni/Cgrafit wytwarzane metodą elektrochemiczną, Kompozyty (Composites) 2009, 9, 1, 84-88.
• [2] Trzaska M., Chemically and electrochemically deposited thin-layer materials, Annales de chimie - Science des materiaux 2007, 32, 325-344.
• [3] Trzaska M., Kowalewska M., Nanokrystaliczne warstwy kompozytowe Ni-Al2O3 - wytwarzanie i struktura, Kompozyty (Composites) 2004, 4, 9, 99-103.
• [4] Trzaska M., Gostomska M., Nanokrystaliczne warstwy Ni i kompozytowe Ni/CNTs wytwarzane metodą elektrokrystalizacji, Materiały IV Konferencji Naukowej ,,Nauka i przemysł”, Kraków, 27 listopada 2009, 34-40.
• [5] Bright I., Koutsos V., Li Q., Cheung R., Carbon nanotubes for integration into nanocomposite materials, Microelectronic Engineering 2006, 83, 1542-1546.
• [6] Bai-Gang An, Li-Xiang Li, Hong-Xi Li, Electrodeposition in the Ni-plating bath containing multi-walled carbon nanotubes, Materials Chemistry and Physics 2008, 110, 481-485.
• [7] Jeon Y.S., Byun J.Y., Oh T.S., Electrodeposition and mechanical properties of Ni-carbon nanotube nanocomposite coatings, Journal of Physics and Chemistry of Solids 2008, 69, 1391-1394.
• [8] Poradnik galwanotechnika, Praca zbiorowa, Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa 2003.