Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania odporności na zużycie nanostrukturalnych kompozytowych powłok Ni-B

Szeptycka B., Gajewska-Midziałek A., Derewnicka D.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 11

288-292

PL

Osadzano elektrochemicznie nanostrukturalne powłoki kompozytowe z osnową niklową i cząstkami B. Do elektroosadzania kompozytowych powłok używano niskosteżeniowej kąpieli zawierającej 0,76 mol/dm3 niklu(II), związek organiczny blaskotwórczy, zwilżacze i jako cząstki dyspersyjne bor. Zawartość masową cząstek w powłoce oznaczano grawimetrycznie. Na rysunku 1 przedstawiono zależność zawartości boru w powłoce kompozytowej Ni-B od stężenia i rodzaju dodatków organicznych. Obserwacje mikroskopowe struktury folii niklowych przeprowadzono na transmisyjnym mikroskopie elektronowym (TEM) (rys. rys. 2-4). Chropowatość warstw Ni-B mierzono profilografem TR 100 (rys. 5). Mikrotwardość mierzono metodą Vickersa przy obciążeniu 0,01 i 0,05 kG. Na rysunkach 6 i 7 przedstawiono wyniki pomiarów mikrotwardości kompozytowych powłok Ni-B. Badania odporności na zużycie wykonano na kulotesterze. Na podstawie śladów wytarcia i pomiarów ich średnicy obliczano głębokość wytarcia, która była miarą odporności na zużycie. Głębokość wytarcia powłok kompozytowych Ni-B w zależności od stężenia i rodzaju dodatków organicznych pokazano na rysunku 8. Stwierdzono, że użyte związki organiczne miały znaczący wpływ na ilość boru wbudowanego w powłokę kompozytową i rozwój struktury nanokrystalicznej osnowy niklowej. Ze wzrostem chropowatości powłoki Ni-B rosła odporność na zużycie.

EN

In present work the nanocrystalline composite electrochemical coatings were prepared with nickel matrix and particles B. The nickel plating bath of low nickel ion concentration (0.76 mol/dm3) containing brightening organic compound with surfactants and the dispersed particle (boron) was used for electrodeposition of composite coatings. The content of particles in coatings was examined gravimetrically. The dependence of the boron content in the composite coatings Ni-B from of the concentration and kind of the organic additives is given in Figure 1. The structure the composite coatings was established using TEM (Figs. 2-4). The roughness of the coatings Ni-B was measured using tester TR 100 (Fig. 5). The microhardness of the deposited layers was measured using a Vickers' method at a load of 0.01 and 0.05 kG. Figures 6 and 7 shows the microhardness of the composite coating Ni-B. The experiments for Ni-B coatings were made without lubrication and was tested using a technique based on the measuring system comprising a flat surface and a ball. On the basis of the wear traces and measurement of their diameter, the depth of the wear was calculated, which was the measure of wear resistance. The wear of the composite coatings Ni-B in the dependence from of the concentration and kind of the organic additives is given on Figure 8. The results suggest that the effect used of the organic compounds was the increase of the boron contents in the coating and the development of the nanostructure of the nickel matrix. The wear resistance increased with the roughness increase.

2

Badania wpływu związków organicznych i cząstek dyspersyjnych na kinetykę elektroosadzania hybrydowych warstw kompozytowych Ni-SiC-fluoropolimer

Szeptycka B., Gajewska A.

Kompozyty

|

2003

|

R. 3, nr 6

23-29

PL

Osadzano elektrochemicznie hybrydowe powłoki kompozytowe z osnową niklową i cząstkami ceramicznymi SiC oraz cząstkami fluoropolimerów: PTFE i CFx. W tabeli l podano charakterystykę cząstek użytych w badaniach. Na rysunkach l oraz 2 przedstawiono dyfraktogramy badanych cząstek SiC i politetrafluoroetylcnu. Rysunki 3 i 4 ilustrują liniowy rozkład węgla i krzemu w hybrydowej powłoce kompozytowej Ni-SiC-PTFE. Badania przeprowadzano w niskostężeniowej (NS) kąpieli do niklowania zawierającej dodatek blaskotwórczy HRN i cztery związki powierzchniowo czynne. Jako katody użyto blaszek niklowych o powierzchni l cm . Elektrodą odniesienia była elektroda chlorosrebrna, a elektrodą porównawczą elektroda platynowa. Rejestrowano katodowe krzywe chronowoltamperomctryczne w zakresie od -0,6 do -1,2 V z szybkością przemiatania 5 mV/s. Proces prowadzono w temp. 45š1°C przy pH 4. Roztwór mieszano z użyciem mieszadła magnetycznego z szybkością 500 obr/min. Badano wpływ obecności proszku SiC i dyspersji tarflenowej oraz dodatku blaskotwórczego i zwilżaczy na kinetykę redukcji jonów niklu (II). Na rysunku 5 przedstawiono zależność szybkości reakcji redukcji jonów Ni2+ w obecności związków powierzchniowo czynnych względem szybkości dla kąpieli niklowej bez dodatków od stężenia tych dodatków w kąpieli. Takie same wykresy dla kąpieli niklowej zawierającej dodatek blaskotwórczy HRN przedstawiono na rysunku 6. Wprowadzenie SiC do kąpieli niklowej powoduje przesunięcie potencjału katodowego w kierunku ujemnym (rys. 7). Dodatek zwilżaczy wywiera odwrotny wpływ - potencjał katodowy przesuwa się w kierunku dodatnim (rys. 8). Podobne zależności otrzymano dla dyspersji tarflenowej i przedstawiono je na rysunkach 9 i 10. Na rysunku 11 pokazano krzywe polaryzacji katodowej dla pięciu hybrydowych kąpieli kompozytowych (tab. 2). Zmiany w kinetyce redukcji jonów niklu (II) dla tych kąpieli przedstawia rysunek 12. Wprowadzenie do kąpieli, zawierającej dodatek blaskotwórczy i zwilżacz, dwóch rodzajów cząstek we wszystkich przypadkach powodowało zmniejszenie szybkości reakcji redukcji jonów niklu (II) w porównaniu z szybkością dla kąpieli bez dodatków. W tabeli 3 przedstawiono potencjały osadzania hybrydowych warstw kompozytowych przy gęstości prądu 4 A/dm oraz zawartość wbudowanych cząstek dyspersyjnych. Najmniejsze przesuniecie potencjału osadzania wykazały warstwy z SiC1OOO, CFx i WFK1, a największe z SiCnano, DT i WFK1. Stwierdzono wpływ dodatku blaskotwórczego i ZPC na współosadzanie cząstek dyspersyjnych. ZPC powodowały przesunięcie potencjału redukcji jonów niklu (II) w kierunku ujemnym lub dodatnim, a dodatek blaskotwórczy i cząstki dyspersyjne w kierunku ujemnym.

EN

In present work the hybrid composite electrochemical coatings were prepared with nickel matrix and SiC as the ceramic particles and PTFE or CFx as polymer particles. Table 1 shows the particle's character. X-ray diffraction pattern for the dispersed particles of SiC and polytetrafluoropolymer are given in Figures 1 and 2. Linear distribution of carbon (Fig. 3) and silicon (Fig. 4) in the hybrid composite coating Ni-SiC-PTFE was given. Studies were carried out in the low-concentration nickel bath (NS) containing the brightening agent HRN and the four surfactants (ZPC). Nickel with a surface of 1 cm2 was used as cathode, silver-silver chloride as reference electrode and platinum as auxiliary electrode. Cathodic voltammetric curves with continuously changing potential were recorded in the range from -0.6 to -1.2 V with a sweep rates of 5 mV/s. The temperature of bath was 45š1°C and pH was 4. The solution was stirred with a magnetic stirrer at a rate of 500 revolution/minute. The influence of the following factors on the kinetics of nickel ion reduction was studied: presence of SiC powder and teflon dispersion, addition of brightening and wetting agents. The dependence of the current deposition of nickel from a bath containing surfactants versus the current deposition from a bath without additives in the potential -950 mV from the surfactant concentration is given in Figure 5. This same dependence for a bath with brightening agent HRN as a comparative bath is presented in Figure 6. Introduction of SiC powder to the solution NS causes the shift of curves towards more negative potentials (Fig. 7). Addition of surfactants caused a shift of cathodic curve towards more positive potentials (Fig. 8). Similar dependencies are presented for the teflon dispersion in Figures 9 and 10. Curves of cathodic polarisation for five of the hybrid composite nickel bath (Tab. 2) are presented in Figure 11. Changes in kinetics of the nickel ion reduction from these baths are presented in Figure 12. In every case, the introduction of two species dispersed particles to the bath containing the brightening and wetting agent caused a lowering of the electrochemical reaction rate versus this rate for a bath without additives. In Table 3 is presented the potential deposition of layers in the current density 4 A/dm2 and the contents of the dispersed particles in the coating. This potential is least shifted for the bath containing SiC1OOO, CFx and WFK1 as wetting agent and most for the bath containing SiCnano, teflon dispersion and this same surfactant. The codeposition of a SiC and fluoropolymer with electrodeposited nickel coatings, are found to be affected by the brightening and wetting agents present in the electrolyte. Generally, the wetting agents caused a lowering or heightening of overpotential of nickel ion reduction, brightening agent caused a lowering this overpotential and the dispersed particles too.

3

Hybrydowe niklowe powłoki elektrochemiczne Ni-SiC-PTFE

Szeptycka B.

Kompozyty

|

2001

|

R. 1, nr 2

137-140

PL

Badania dotyczyły możliwości wytwarzania powłok kompozytowych o właściwościach samosmarujących. Niklowe hybrydowe kompozyty osadzano elektrochemicznie z kąpieli o małej zawartości jonów niklu (45 g/dm3), używając jako cząstek ceramicznych SiC i jako cząstek polimerowych PTFE (politetrafluoroetylen). Badano wpływ pH, gęstości prądu, temperatury i stężenia cząstek na jakość kąpieli niklowej i określono optymalne parametry jej pracy. Przyjęto dla kąpieli nazwę HKT-2000 i poddano ją badaniom mającym na celu ustalenie wstępnych parametrów konserwacji kąpieli. Zawartość cząstek w warstwie kompozytowej oznaczano metodą wagową. Otrzymane powłoki poddano badaniom odporności na zużycie oraz współczynnika tarcia. Hybrydowe kompozytowe powłoki nikłowe Ni-SiC-PTFE wytworzone w tej pracy odznaczają się dobrą odpornością na zużycie i niniejszym współczynnikiem tarcia w porównaniu z powłokami niklowymi.

EN

The investigations for producing a solid lubricant self-supplying-type co-deposited nickel coating have been made. Nickel plating bath with a low concentration of the nickel ions (45 g/dm3) and the ceramic particles: SiC with PTFE (polytetra-fluoroethylene) as polymer particles were used for deposition of the hybrid composite electrochemical nickel coatings. The effect of the pH (Fig. 1), the current density (Fig. 2), temperature and particle concentration on quality of the plating bath was investigated and its optimum parameters were determined. The bath to be received the name HKT-2000 and was investigated for the purpose settlement of the preliminary parameters of the bath conservation. The weight percentage of the dispersed phase in the coatings was determined (Fig. 3). The wear resistance and the coefficient of friction of the deposited coatings were determined (Tab. 1). The nickel hybrid composite coatings Ni-SiC-PTFE with the smaller coefficient of friction and the good wear resistance than those of the electrodeposited nickel were obtained.