Struktura i właściwości nanokrystalicznych warstw kompozytowych Ni/Si3N4 wytwarzanych prądem pulsacyjnym

• Autorzy: Trzaska M. , Kowalewska M.

Warianty tytułu

EN

Structure and properties of nanoncrystalline composite layers Ni/Si3N4 produced by pulse currents

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zaprezentowano wyniki badań wpływu struktury warstw kompozytowych Ni/Si3N4 wytwarzanych metodą elektrokrystalizacji na ich właściwości. Badania obejmowały warstwy kompozytowe o mikrokrystalicznej osnowie Ni oraz mikrometrycznych wymiarach cząstek ceramicznej fazy dyspersyjnej Si3N4, a także warstwy o nanokrystalicznej strukturze osnowy i nanometrycznych wymiarach cząstek fazy ceramicznej. W celach porównawczych badano również warstwy niklowe o strukturach mikro- i nanokrystalicznych. Przedstawiono wyniki analizy rentgenowskiej składu fazowego ceramicznego proszku Si3N4 stosowanego do wytwarzania warstw kompozytowych a morfologię fazy ceramicznej i wytworzonych warstw niklowych i kompozytowych wyznaczono metodą elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM). Badania warstw Ni oraz warstw kompozytowych Ni/Si3N4 wykazały, że zarówno zwiększenie stopnia rozdrobnienia struktury materiału osnowy, jak i zmniejszenie wielkości cząstek dyspersyjnej fazy ceramicznej zwiększa twardość materiału warstw oraz zmniejsza szybkość procesów korozyjnych.

EN

This paper presents results of studies concerning the influences of the crystalline structure of nanocomposite Ni/Si3N4 surface coatings produced by the electrochemical method in Watts' bath on their useful properties. The performed studies were oriented on the composite layers with microcrystalline Ni matrix and the ceramic phase with particle of nanometer dimensions, as well as the layers with nanocrystalline structures both of the nickel matrix and the ceramic phase. For the comparison purposes there were studied the nickel layers with micro- and nanocrystalline structures. Results of the X-ray diffraction analysis of the phase composition of the ceramic powder Si3N4 used to producing the surface layers but the morphology of the ceramic phase and produced layers was identified by the method of scanning electron microscopy. The obtained results have showed that by simultaneous increasing of the dispersion's rate of the crystalline structure of the nickel matrix and decreasing the ceramic phase dimensions it is possible to improve the hardness and corrosion resistance of the N/Si3N4 surface layers.

Słowa kluczowe

PL

materiały nanokrystaliczne; materiały mikrokrystaliczne; materiały kompozytowe; niklowe warstwy powierzchniowe

EN

nanocrystalline materials; microcrystalline materials; composite materials; surface nickel layers

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 48, nr 7
• Strony: 45--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Trzaska M.

autor

Kowalewska M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej

Bibliografia

• [1] Trzaska M.: Struktura i twardość warstw Ni, Cu i Co wytwarzanych elektrochemicznie. Inżynieria Materiałowa, vol 147, nr 5, 2005, ss. 698-700.
• [2] Pauleau Y. (red.): Chemical Physics of Thin Film Deposition Processes for Micro-and Nano-Technologies. NATO Science Series, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht 2002.
• [3] Mockute D., Bernotiene G., Vilkaite R.: Reaction mechanism of some sulfonamide and saccharin derivatives during nickel electrodeposition in Watts-type electrolyte. Surface and Coatings Technology, 160, 2002, pp. 152-157.
• [4] Kowalewska M., Trzaska M.: Nanocrystalline nickel coatings obtained by the electroplating method. Archives of Materials Science, 25, 4, 2004, pp. 553-560.
• [5] Mockute D., Bernotiene G.: The interaction of additives with the cathode in a mixture of saccharin, 2-butyne-1,4-diol and phthalimide during nickel electrodeposition in a Watts-type electrolyte. Surface and Coatings Technology, 135,2000, pp. 42-47.
• [6] Wang N., Wang Z., Aust K. T., Erb U.: Room temperature creep behavior of nanocrystalline nickel produced by an electrodeposition technique. Materials Science and Engineering, A237, (1997), 150-158.
• [7] Abraham M., Hodwey R., Thuvander M., Cerezo A., Smith D. G.: Thermal stability of elctrodeposited nanocrystalline nickel. Surface Engineering, 18, 1, 2002, pp. 151-156.
• [8] Wong K. R., Chan K. C., Yue T. M.: Modeling of electrocrystallization for pulse current electroforming of nickel. Applied Surface Science, vol. 178, 2001, pp. 178-180.
• [9] Steinbach J., Ferkel H.: Nanostructured Ni-Al2O3 films prepared by DC and pulsed DC electroplating. Scripta Materialia, 44, 2001, pp. 1813-1816.
• [10] Zimmerman F. A., Clark G. D., Aust T. K., Erb U.: Pulse electrodeposition of Ni-SiC nanocomposite. Materials Letters, 52, 2002, pp. 85-90.
• [11] Wong K. P., Chan K. C., Yue T. M.: Modeling of electrocrystallization for pulse current electroforming of nickel. Applied Surface Science, 178, 2001, pp. 178-189.
• [12] Trzaska M.: Modyfikacja mikrostruktury warstw niklowych wytwarzanych prądem pulsacyjnym. Przegląd Elektrotechniczny. 80, 3, 2004, pp. 220-223.
• [13] Qu S. N., Zhu D., Chan C. K., Lei W. N.: Pulse electrodepositition of nanocrystalline nickel using ultra narrow pulse width and high peak current density. Surface and Coatings Technology, 168, 2003, pp. 123-128.
• [14] Jeong H. D., Gonzalez R., Palumbo G., Aust T. K., Erb U.: The effect of grain size on wear properties of electrodeposited nanocrystalline nickel coatings. Scripta Materialia, 44, 2001, pp. 493-499.
• [15] Cavaleiro A., Louro C.: Nanocrystalline structure and hardness of thin films. Vacuum, 64, 2002, pp. 211-218.
• [16] Kowalewska M., Trzaska M.: Właściwości tribologiczne warstw Ni/Si3N4. Kompozyty, vol. 6, nr 2, 2006, ss. 32-37.
• [17] Mishra R., Balasubramaniam R.: Effect of nanocrystalline grain size on the electrochemical and corrosion behavior of nickel. Corrosion Science, 46, 2004, pp. 3019-3029.
• [18] Kowalewska M., Trzaska M.: Influence of Si3N4 disperse ceramic phase on the corrosion resistance of micro- and nano-crystalline nickel layers. Physico Chemical Mechanics of Materials, vol 2, nr 5, 2006, pp. 615-619.