Otrzymywanie i struktura elektrolitycznych warstw kompozytowych zawierających tytan w osnowie stopowej Ni-Mo

• Autorzy: Niedbała J.

Warianty tytułu

EN

Production and structure of electrolytic composite layers containing titanium in Ni-Mo alloy matrix

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Warstwy kompozytowe na osnowie stopu Ni-Mo, zawierające wbudowany tytan, otrzymywano na drodze elektroosadzania. Proces prowadzono w warunkach galwanostatycznych z kąpieli cytrynianowej zawierającej zawiesinę pyłu Ti. Badania porównawcze przeprowadzono dla warstw stopowych Ni-Mo otrzymanych w analogicznych warunkach prądowych z kąpieli niezawierającej pyłu tytanowego. Określono szybkość osadzania i skład chemiczny otrzymanych warstw stopowych i kompozytowych. Badania składu chemicznego wykonano metodą rentgenowskiej spektrometrii fluorescencyjnej. Stwierdzono, że zawartość molibdenu w warstwach stopowych Ni-Mo mieści się w przedziale od 20,7 (j = 100 mA/cm2) do 30,5% (j = 250 mA/cm2). Wzrost gęstości prądowej do j = 300 mA/cm2 powoduje nieznaczny spadek zawartości Mo w warstwach do 28,1%. W przypadku warstw kompozytowych Ni-Mo+Ti zawartość molibdenu w warstwach wynosi od 5,7% (j = 100 mA/cm2) do 24,6% (j = 200 mA/cm2). Należy zatem stwierdzić, że dodatek proszku tytanowego do kąpieli galwanicznej powoduje spadek zawartości molibdenu w osnowie stopowej. Sądzić wiec można, że obecność proszku tytanowego ogranicza proces indukowanego elektroosadzania molibdenu z niklem. Stwierdzono, że przy j = 100:300 mA/cm2 otrzymuje się warstwy Ni-Mo+Ti zawierające od 9,9 do 66,7%Ti. Badania składu fazowego wykonano metodą dyfrakcji promieni rentgenow­skich. Analizie fazowej poddano warstwy stopowe Ni-Mo oraz warstwy kompozytowe Nł-Mo+Ti przed i po obróbce termicznej w temperaturze 1100°C. Stwierdzono, że otrzymane na drodze elektroosadzania warstwy stopowe Ni-Mo mają strukturę nanokrystaliczną, warstwy kompozytowe mają wbudowany krystaliczny tytan do nanokrystalicznej osnowy stopowej Ni-Mo. Stwierdzono, że obróbka termiczna powoduje zmianę składu fazowego warstw Ni-Mo oraz Ni-Mo+Ti. Zarówno w przypadku warstw stopowych, jak i kompozytowych poddanych obróbce cieplnej stwierdzono na dyfraktogramach obecność refleksów dyfrakcyjnych pochodzących od związków międzymetalicznych; w warstwach Ni-Mo stwierdzono obecność Ni4Mo, w warstwach Ni-Mo+Ti obecność Ni4Mo oraz NiTi i Ni3Ti. Obecność tych związków świadczy o tym, że podczas procesu wygrze­wania warstw stopowych Ni-Mo zaszła reakcja krystalizacji nanokrystalicznej fazy stopowej. W warstwach kompozytowych zaszła zarówno reakcja krystalizacji osnowy Ni-Mo, jak i chemiczna reakcja osnowy z wbudowanym proszkiem Ti i utworzenie połączeń niklowo-tytanowych.

EN

The composite layers on a base of Ni-Mo alloy containing titanium were obtained by electrodeposition from the citrate bath containing a suspension of titanium powder. The process was carried out under galvanostatic conditions. For comparison Ni-Mo alloys were also obtained under the same conditions from the citrate solution without Ti powder and comparative tests were conducted on them. The rate of layers deposition was estimated, and their chemical composition was determined using X-ray fluorescence spectroscopy method. It was stated, that the content of molybdenum in Ni-Mo alloys varies in the range from 20.7 (j = 100 mA/cm2) to 30.5% (j = 250 mA/cm2). Further increase in deposition current density to 300 mA/cm2 causes a slight decrease in Mo content in the layers to 28.1%. For Ni-Mo+Ti layers the content of Mo lies between the limits 5.7% (j = 100 mA/cm2) to 24.6% (j = 200 mA/cm2). So, it should be stated, that incorporation of Ti powder into the galvanic bath causes a decrease in the Mo content in alloy matrix. Moreover, it could be ascertained, that the presence of titanium powder in galvanic bath inhibits the process of induced electrodeposition of molybdenium with nickel. It was stated that Ni-Mo+Ti composite layers deposited in the range of deposition current density from 100 to 300 mA/cm2 contain from 5.7 to 24.6% of Mo and from 9.9 to 66.7% of Ti. Structural investigations were conducted by X-ray diffraction method. The phase composition of Ni-Mo alloys and Ni-Mo+Ti composite layers before and after thermal treatment at a temperature of 1100°C was determined. It was ascertained that electrodeposited Ni-Mo alloys are characterized by nanocrystalline strucure whereas Ni-Mo+Ti composite layers have an crystalline Ti phase built into the nanocrystalline Ni-Mo matrix. It was stated, that thermal treatment changes the phase composition of Ni-Mo alloys and Ni-Mo+Ti composite layers. X-ray diffractograms of the alloys and composite layers show the reflects coming from intermetallic compounds. In the Ni-Mo alloys the presence of Ni4Mo was stated and in Ni-Mo+Ti composite layers additionaly NiTi and Ni3Ti phases are present. The presence of these compounds conformed the fact of nanocrystalline Ni-Mo matrix crystallization proceeding during thermal treatment of the layers. In Ni-Mo+Ti layers the chemical reaction between Ni-Mo matrix and incorporated Ti powder occurs.

Słowa kluczowe

PL

tytan; warstwa kompozytowa; elektroosadzanie; stop Ni-Mo

EN

titanium; composite layer; electrodeposition; Ni-Mo alloys

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2003
• Tom: R. 3, nr 6
• Strony: 53--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., wykr., rys.

Twórcy

autor

Niedbała J.

• Uniwersytet Śląski, Instytut Fizyki i Chemii Metali, ul. Bankowa 12, 40-007 Katowice

Bibliografia

• [1] Niedbała J., Budniok A., Gierlotka D., Surówka J., Thin Solid Films 1995, 226, 113.
• [2] Łosiewicz B., Stępień A., Gierlotka D., Budniok A., Thin Solid Films 1999, 349.
• [3] Gierlotka D., Rówiński E., Budniok A., Łągiewka E., J. Appl. Electrochem. 1997, 27, 12, 1324.
• [4] Serek A., Budniok A., Archiwum Nauki o Materiałach 1999, 20, 4, 259-268.
• [5] Makifuchi Y., Terunuma Y., Nagumo M., Materials Science Engineering 1997, A226-228, 312-316.
• [6] Niedbała J., Budniok A., Electrolytic composite Ni-P-MeO layers as anode materials, Surface Electrochemistry of the metal/electrolyte interface as portrayed by structure sensitive data, Alicante SPAIN, 7-10 September 1997.
• [7] Nawrat G., Małachowski A., Gonet M., Korczyński A., II Ogólnopolska Konf. Nauk. Inżynieria Powierzchni’96, Problemy Eksploatacji 1996, 4(23), 213-226.
• [8] Degrez M., Winand D., Oberflache-Surface 1990, 8, 8.
• [9] Crousier J., Eyraud M., Crousier J.P., Roman J.M., J. Appl. Electrochem. 1992, 22, 749.
• [10] Podhala E.J., Landolt D., Proc. Electrochemical Soc. 1994, 94-31, 71.
• [11] Niedbała J., Wykpis K., Budniok A., Łągiewka E., Archiwum Nauki o Materiałach (w druku).
• [12] Bełtowska-Lehman E., Chassaing E., J. of Applied Electrochemistry 1997, 5, 27, 568-572.
• [13] Zeng Y., Yao S.W., Cao X.Q., Huang X.H., Zhong Z.Y., Guo H.T., Chinese Journal of Chemistry 1997, 3, 15, 193- -200.
• [14] Shervedani R.K., Lasia A., J. Electrochem. Soc. 1998, 145, 7, 2219-2225.
• [15] Landolt D., Podlaha E.J., Zech N., Zeitschrift für Physikalische Chemie 1999, 208, 1-2, 167-182.
• [16] Jakšic J.M., Vojnovic M.V., Krstajic N.V., Electrochim. Acta 2000, 45, 4151.
• [17] Łągiewka E., Budniok A., Niedbała J., Struktura stopów Ni-Mo otrzymanych elektrolitycznie, Archives of Material Science 2002, 23, 2, 137-150.
• [18] Panek J., Serek A., Budniok A., Rówiński E., Łągiewka E., J. Hydrogen Energy 2003, 28/2, 169-175.