Nanokrystaliczne powłoki kompozytowe osadzane elektrochemicznie.

• Autorzy: Szeptycka B. , Gajewska A.

Warianty tytułu

EN

Electrodeposited nanocrystalline composite coatings.

• Konferencja: V Ogólnopolska Konferencja Naukowa "Obróbka powierzchniowa" '2002, Częstochowa Kule, 18-20 wrzesień 2002
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podjęto próby wytwarzania nanokrystalicznych powłok kompozytowych z osnową niklową o podwyższonej odporności na zużycie. Do elektroosadzania nanokrystalicznych powłok kompozytowych używano niskostężeniowej kąpieli niklującej z małą zawartością jonów niklu (II) - 0,76M, związki organiczne, kationowe fluorowane zwilżacze i cząstki dyspersyjne: SiC razem z PTFE lub CFx oraz bor. Zawartość cząstek w powłokach oznaczano grawimetrycznie. Mikrotwardość mierzono metodą Vickersa przy obciążeniu 0,05 kg a chropowatość przy użyciu profilografu. Morfologię powierzchni powłok kompozytowych obserwowano pod mikroskopem skaningowym (SEM). Badania odporności na zużycie wykonano (dla powłok Ni-SiC-fluoropolimer) na testerze T-05, stosując smarowanie, liniowe prędkości poślizgu w zakresie 0,27-1 m/s oraz obciążenie 20N. Drugą serię badań (dla powłok Ni-B) wykonano na Kulotesterze, bez smarowania, stosując kule o średnicy 30 mm i kąt 35'' oraz drogę tarcia 5000 obrotów. Na podstawie śladów wytarcia i pomiarów ich średnicy obliczano głębokość wytarcia, która była miarą odporności na zużycie. Otrzymano nanokrystaliczne kompozytowe warstwy niklowe z dużą odpornością na zużycie w porównaniu z powłoką niklową bez dyspersji.

EN

The possibilities of production of wear-resistant nanocrystalline composite coatings with nickel matrix were investigated. Nickel plating bath with low concentration of nickel ions (0,76 mol/cubic dm), organic compounds, cationic fluorosurfactants and dispersed particles: SiC in pair with PTFE or CFx and boron were used for deposition of the nanocrystalline composite electrochemical coatings. The content of particles in coatings was examined gravimetrically. The microhardness of the deposited layers was measured using Vickers' method at a load of 0,05 kg and roughness was measured using profilograph. The surface morphology of the composite coatings was investigated by scanning electron microscopy (SEM). The wear behaviour was examined (for Ni-SiC-fluoropolymer coatings) by wheel abrasion test, as the abrasive wheel rolled with lubrication along the specimen surface at a speed range of 0,27-1 m/s under specific load in the range of 20N. Second experiment (for Ni-B coatings) was made without lubrication and was performed using a technique based on the measuring system comprising a flat surface and a ball. The layers were subjected to wear by dry slide friction using a 30 mm diameter ball at an angle of 35'', duration of friction was 5000 turns. On the basis of the wear traces and measurement of their diameter, the depth of the wear was calculated, which was measure of wear resistance. The nanocrystalline nickel composite coatings with a greater wear resistance than those of the electrodeposited nickel were obtained.

Słowa kluczowe

PL

powłoki kompozytowe; nanokrystaliczne powłoki kompozytowe; nanokrystaliczne powłoki kompozytowe osadzane elektrochemicznie; osnowa niklowa; mikrotwardość; chropowatość; morfologia powierzchni

EN

composite coatings; nanocrystalline composite coatings; electrodeposited nanocrystalline composite coatings; nickel matrix; microhardness; roughness; surface morphology

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2002
• Tom: R. XXIII, nr 5
• Strony: 453--457
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Szeptycka B.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

autor

Gajewska A.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa

Bibliografia

• 1. El-Sherik A.M., Erb U.: Adhesion and corrosion performance of nanocrystalline Ni coating, Plat. And Surf. Finish. 82, 85, (1995).
• 2. Shiram S., Mohan S., Renganathan N.G., Venkatachalam R.: Electrodeposition of nanocrystalline nickel-a brief review, Trans. Inst. Of Metal Finish., 78. 194. (2000).
• 3. Myung N.V., Schwartz M., Nobe K.: A zero emission electrochemical flow reactor for electrodeposition of multilayer nano-structures, Plat. And Surf. Finish., 87, 76. (2000).
• 4. Wolkenberg A., Tokarz A., Bochenek A., Nitkiewicz. Z., Banaszkiewicz A., Wrzesińska H., Kudła A.: Utwardzanie powierzchniowe metali przez pokrywanie bardzo cienkimi wielokrotnymi warstwami faz między metalicznych. Problemy Eksploatacji, 2, 487, (2000).
• 5. Schwarzacher W., Lashmore D.S.: Giant magnetoresistance in electrodeposited films, IEEE Transations on Magnetics, 32, 3133, (1996).
• 6. Myung N.V., Nobe K.: Electrodeposition of Ni/Cu multilayers, Plat. And Surf. Finish., 87, 125. (2000).
• 7. He H., Jin X.. Shen Z.: Characteristics of carbon fullerenes and nanometregrade nickel mixtures under shock wave loading, Jour. Of Mat. Science Lett., 14, 913, (1995).
• 8. Yamasaki T., Tomohira R.. Ogino Y., Schloâmacher P., Ehrlich K.: Formation of ductile amorphous and nanocrystalline Ni-W alloys by electrodeposition, Plat. And Surf. Finish., 87, 148, (2000).
• 9. Zhou S., Zao G., Yang F., Huang L., Niu Z., Xu S.: Ni-W-B alloy electrodeposition and its structure, International Conference and electrodeposition and its structure, International Conference and Electrochemistry and Surface Technology, Moscov, 4-8.06.2001, 137.
• 10. Jakob C., Erler E, Nutsch R., Steinhäuser S., Wielage B., Zschunke A.: Nickeldispersionsabscheidung mit nanoskaligen Partikeln, Metaloberfläche, 54, 50, (2000).
• 11. Benea L., Bonora P.L., Borello A., Martelli S., Maurin G.: Nano-crystals of silicon carbide co-deposited with nickel during electroplating. 51st ISE Meeting. Electrochemistry at the Turn of the Millennium, Warsaw, 3-8.08.2000.
• 12. Szeptycka B., Derewnicka D.: Preparation and characterisation of D.C. plated nanocrystalline nickel deposits, IV International School and Symposium on Physics in Materials Science Nanomaterials and Nanostructures fabication, properties, physical models, Jaszowiec, 23-29.09.2001.
• 13. Szeptycka B.: Niklowe kompozytowe powłoki elektrochemiczne (NKPE), Inżynieria Powierzchni, 4, 45, (1997).
• 14. Lawrowski Z.: Tribologia. Tarcie, zużywanie i smarowanie, PWN, Warszawa, 1993.
• 15. Halling J.: The tribology of Surface films, Thin Solid Films,108, 03. (1983).
• 16. Teterina N.M., Haldeev G.V.: Galwaniczeskije nikielteflonowyje poktytia, Zascita Metallov, 28,473, (1992).
• 17. Poeton A.R.: Composite coatings for advanced performance, Metals and Materials, 702, 1988.
• 18. Ramesh Bapu G.N.K., Mohan S.: Electrodeposition of nickel polytetrafluoroethylene (PTFE) polimer composites, Plating and Surf. Finish., 4, 86, (1995).
• 19. Szeptycka B., Przybylska D., Raczyńska J.: Elektrochemiczne kompozytowe powłoki niklowo-fluoropolimerowe, Inżynieria Powierzchni, 1, 13, (1997).
• 20. Szeptycka B., Raczyńska J., Przybylska D.: Antykorozyjne elektrochemiczne kompozytowe warstwy niklowe o małym współczynniku tarcia, Materiały V Ogólnopolskiej Konferencji „Korozja 96” – Teoria i Praktyka, 3, 723, Gdańsk, 17 20.09.1996 r.
• 21. Szeptycka B.: Elektroosadzanie hybrydowych powłok kompozytowych nikiel-polimer-ceramika, Inżynieria Powierzchni, 2, 8, (1999).
• 22. Guslienko Yu, Meduch R.. Uvarova I., Parilak L., Dzubinsky M., Mihalik J.: Structure and properties of boride composite coatings, EUROMAT 99, Biannu. Meet. Fed. Eur. Mater. Soc. (FEMS) 11, 368, (2000).
• 23. Phalicheva A.I., Zvyagintseva A.V., Burdikina R.I.: Ni-B coatings as a alternative for chromium coatings, International Conference and Exibition 200th Birthday of Professor Moritz Jakobi, Electrochemistry and Surface Technology, Moscov, 4-8.06.2001,86.
• 24. Teterina N.M., Haldeev G.V.: Połucienije kompozicionnych nikiel-tieflonowych pokrytii iż acietatnych elicktrolitow, Zascita Metallov, 34, 314, (1998).
• 25. Teterina N.M., Haldeev G.V.: Połucienije kompozicionnych nikiel-tieflonowych pokrytii iż sulfamatnych elicktrolitow, Zascita Metallov, 36, 515, (2000).