Corrosion properties of nickel/graphene nanocrystalline composite layers produced by electrocrystallization method

• Autorzy: Cieślak G. , Trzaska M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2018.3.4

Warianty tytułu

PL

Właściwości korozyjne nanokrystalicznych warstw kompozytowych nikiel/grafen wytwarzanych metodą elektrokrystalizacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents results of studies of nanocrystalline nickel/graphene (Ni/graphene) composite layers produced by electrocrystallization method on steel substrate. Several variants of Ni/ graphene layers were realized using a bath with different graphene content and for comparison purposes a nanocrystalline nickel layer was also produced. Graphene flakes dispersed in the bath were used as a dispersion phase. The dispersed phase was characterized by Raman spectroscopy and scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopes. The results of investigations of the structure of the produced layers with SEM, results of Vickers hardness measurements and results of corrosion tests using electrochemical potentiodynamic method are presented. Damage characteristics after corrosion studies were obtained using a light microscope. Electrochemically deposited Ni/graphene composite layers are characterized by higher hardness and better corrosion resistance than the nickel layer without built-in graphene.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nanokrystalicznych warstw kompozytowych nikiel/grafen (Ni/grafen) wytwarzanych metodą elektrokrystalizacji na podłożu stalowym. Wytworzono kilka wariantów warstw Ni/grafen z kąpieli o różnej zawartości grafenu oraz w celach porównawczych nanokrystaliczną warstwę niklową. Jako fazę dyspersyjną, stosowano płatki grafenu rozproszone w kąpieli. Płatki grafenu charakteryzowano za pomocą spektroskopii Ramana oraz elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM) i elektronowej mikroskopii transmisyjnej (TEM). Przedstawiono wyniki badań struktury wytworzonych warstw za pomocą SEM, wyniki pomiarów twardości metodą Vickersa a także wyniki badania korozyjnego za pomocą elektrochemicznej metody potencjodynamicznej. Charakterystykę zniszczeń po badaniach korozyjnych dokonano za pomocą mikroskopu świetlnego. Wytworzone elektrochemicznie warstwy kompozytowe Ni/grafen charakteryzują się większą twardością oraz lepszą odpornością korozyjną od warstwy niklowej bez wbudowanego grafenu.

Słowa kluczowe

PL

grafen; warstwa niklu; elektrokrystalizacja; odporność korozyjna; kompozyt niklowo-grafenowy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 3
• Strony: 70--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Cieślak G.

• Institute of Precision Mechanics, Warsaw, Poland

autor

Trzaska M.

• Institute of Precision Mechanics, Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Cieślak G, M. Trzaska 2016. „Tribological properties of nanocomposite Ni/graphene coatings produced by electrochemical reduction method”. Composites: Theory and Practice 2 : 79–83.
• [2] Ferrari A.C. 2007. „Raman spectroscopy of graphene and graphite: Disorder, electron–phonon coupling, doping and nonadiabatic effects”. Solid State Communications 143 : 47–57.
• [3] https://www.cheaptubes.com/
• [4] Jabbar Abdul, Ghulam Yasin, Waheed Qamar Khan, M. Yousaf Anwar, Rashid Mustafa Korai, Muhammad Naeem Nizam, Ghulam Muhyodin. 2017. „Electrochemical deposition of nickel graphene composite coatings: effect of deposition temperature on its surface morphology and corrosion resistance”. The Royal Society of Chemistry 7 : 31100–31109.
• [5] Juanjuan Chen, Jianliang Li, Dangsheng Xiong , Yong He, Yujuan Ji, Yongkun Qin. 2016. „Preparation and tribological behavior of Ni-graphene composite coating under room temperature”. Applied Surface Science 361 : 49–56.
• [6] Kamnerdkhag P. M. L. Free, A. Shah, A. Rodchanarowan. 2017. „The effects of duty cycles on pulsed current electrodeposition of ZnNiAl2O3 composite on steel substrate: Microstructures, hardness and corrosion resistance”. International Journal of Hydrogen Energy 42 : 20783–20790.
• [7] Khalil M. W., Taher A., Salah Eldin, H.B. Hassan, Kh. El--Sayed, Z. Abdel Hamid. 2015. „Electrodeposition of Ni–GNS–TiO2 nanocomposite coatings as anticorrosion film for mild steel in neutral environment”. Surface & Coatings Technology 275 : 98–111.
• [8] Kirkland N. T., T. Schiller, N. Medhekar, N. Birbilis. 2012. „Exploring graphene as a corrosion protection barrier”. Corrosion Science 56 : 1–4.
• [9] Novoselov K. S., A. K. Geim,, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, A. A. Firsov. 2004. „Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films”. Science 306 : 666–669.
• [10] Praveen Kumar C.M, T.V. Venkatesha, Rajashekhara Shabadi. 2013. „Preparation and corrosion behavior of Ni and Ni–graphene composite coatings”. Materials Research Bulletin 48 : 1477–1483.
• [11] Qiu C, D. Liu, K. Jin, L. Fang, T. Sha. 2017. „Corrosion resistance and micro-tribological properties of nickel hydroxide graphene oxide composite coating”. Diamond & Related Materials 76 : 150–156.
• [12] Raghupathy Y., Anshul Kamboj, Rekha M.Y., Narasimha Rao, N.P.Chandan Srivastava. 2017. „Copper-graphene oxide composite coatings for corrosion protection of mild steel in 3.5% NaCl”. Thin Solid Films 636 : 107–115.
• [13] Sangeetha S, G. Paruthimal Kalaignan, J. Tennis Anthuvan. 2015. „Pulse electrodeposition of self-lubricating Ni–W/PTFE nanocomposite coatings on mild steel surface”. Applied Surface Science 359 : 412–419.
• [14] Szeptycka B., A. Gajewska-Midziałek, T. Babul. 2016. „Electrodeposition and Corrosion Resistance of Ni-Graphene Composite Coatings”. Journal of Materials Engineering and Performance 25: 3134–3138.
• [15] Trzaska M., Z. Trzaska. 2010. Elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna w inżynierii materiałowej. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej.
• [16] Zhou Y., F.Q. Xie, X.Q. Wu, W.D. Zhao, X. Chen. 2017. „A novel plating apparatus for electrodeposition of Ni-SiC composite coatings using circulating-solution co-deposition technique”. Journal of Alloys and Compounds 699: 366–377.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).