Powłoki kompozytowe Cu+Si3N4 i Ni+Si3N4 nakładane metodą tamponową

• Autorzy: Grześ J.

Warianty tytułu

EN

Cu+Si3N4 and Ni+Si3N4 composite coatings deposited by brush plating

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań powłok kompozytowych nakładanych metodą tamponową. W ramach badań przeprowadzono nakładanie powłok jedno- i wielowarstwowych metalowo-ceramicznyeh (Cu+Si3N4 Ni+Si3N4. Powłoki nakładano, stosując elektrolity Copper Alkaline #1 i Nickel Extreme High Speed. Zastosowano różne wartości napięcia nakładania i zawartości proszku Si3N4 w elektrolicie. Średnia wielkość ziaren Si3N4 wynosiła 0,5 um. Parametry nakładania zamieszczono w tabeli 3. W celach porównawczych nałożono powłoki miedziane (Cu) i niklowe (Ni), stosując parametry podane w tabeli 2. Zarówno w przypadku powłok metalowo-ceramicznyeh, jak i powłok metalowych zastosowano przygotowanie powierzchni, obejmujące czyszczenie elektrolityczne, aktywację oraz nakładanie warstwy podkładowej. Parametry przygotowania powierzchni zamieszczono w tabeli 1. Przeprowadzone badania obejmowały: obserwacje mikroskopowe powierzchni i przekroju poprzecznego powłok, pomiary mikrotwardości powierzchni, określenie wielkości krystalitów oraz rozkładów liniowych wybranych pierwiastków. Przeprowadzone próby nakładania powłok metodą tamponową z elektrolitów domieszkowanych proszkiem Si3N4 wykazały możliwość otrzymywania powłok kompozytowych metalowo-ceramicznych, zarówno przy zastosowaniu standardowych elektrolitów, jak i elektrolitów typu „high speed". Badania wykazały wpływ dodatku proszku Si3N4 do elektrolitu na charakter powierzchni powłok (rys. rys. 1 i 2). Nałożone powłoki posiadały wyższą twardość w porównaniu z odpowiednimi powłokami metalowymi, nałożonymi przy tym samym napięciu nakładania. Dobierając odpowiednio napięcie nakładania warstw otrzymano powłoki z gradientem właściwości (rys. rys. 3 i 4). Dodatek do elektrolitu środka obniżającego napięcie powierzchniowe spowodował powstanie w powłokach obszarów o zwiększonej koncentracji Si3N4 (rys. 5). Dla powłok Ni+Si3N4 i zastosowanych parametrów nakładania nie zaobserwowano mikropęknięć, występujących zazwyczaj w powłokach niklowych. Powłoki te w porównaniu z powłokami Cu+Si3N4 posiadały mniejszą wielkość krystalitów, wynoszącą 12,9:13,2 nm.

EN

This paper presents the results of the investigation of composite surface layers deposited by the brush plating method. The single and multiplayer metal-ceramic coatings (Cu+Si3N4, Ni+Si3N4) have been produced in frame of the research. The Copper Alkaline #1 and Nickel Extreme High Speed solution have been utilized during coating process. Different operating voltages and several fractions of Si3N4 powder inside the solution have been tested. The average size of Si3N4 grains was 0.5 um. The brush plating parameters arc shown in Table 3. Copper and nickel coatings have been also deposited for the comparison purposes, using the operating parameters presented in Table 2. The surface of the substrate has been cleaned (electrocleaning), activated and covered with a special Ni sublayer both for metal and metal-ceramic coatings. The parameters of surface preparation are summarized in Table 1. The investigation work covered microscopic analysis of coating surfaces and cross-sections, microhardness measure­ments, X-ray analysis of crystallites size and linear distribution of elements. The coatings deposited by the brush plating method using electrolytes with Si3N4 powder addition have shown the poss­bility of producing composite metal-ceramic coatings both from the standard and ,,high speed" type electrolytes. The effect of Si3N4 powder in the electrolyte on the character of coating surface is shown in Figures 1 and 2. These coatings shown higher microhardness comparing to Ni and Cu coatings deposited with the same operating voltage. By the proper selection of the operating voltage of each layer the FGM structure have been obtained in the coatings (Figs. 3, 4). A special agent lowering the surface tension added into the electrolyte resulted in the formation of increased Si3N4 concentration in some areas in the coatings (Fig. 5). No microcracks have been observed in Ni+Si3N4 coatings that are usually reported in nickel coatings. The size of crystallites in these coatings ranged from 12,9 to 13,2 nm which was lower comparing to these found in Cu+Si3N4 coatings.

Słowa kluczowe

PL

metoda tamponowa; kompozyty; powłoka

EN

brush plating; coating; composites; property gradient

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2003
• Tom: R. 3, nr 6
• Strony: 64--68
• Opis fizyczny: Bibliogr., 1 poz., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Grześ J.

• Politechnika Warszawska, Instytut Technologii Materiałowych, ul. Narbutta 85, 02-524 Warszawa

Bibliografia

• [1] Grześ J., Warstwy kompozytowe otrzymywane w procesie nakładania tamponowego, Prace Naukowe - Inżynieria Materiałowa, z. 1 i 3, WPW, Warszawa 1995.