Prace badawcze nad zastosowaniem grafenu do elektroosadzania niklowych powłok kompozytowych były pierwszą próbą wykorzystania i oceny zalet tego materiału w niklowych powłokach kompozytowych pod kątem zwiększenia ich odporności na zużycie przez tarcie. W pracy do osadzania powłok kompozytowych nikiel–grafen użyto kąpiel typu Wattsa z obniżonym stężeniem jonów niklu, dodatki organiczne i grafen jako cząstki dyspersyjne. Badano zawartość cząstek w powłoce metodą miareczkową. Chropowatość powłok mierzono profilografem TR 100. Mikrotwardość mierzono sposobem Vickersa, stosując obciążenie 0,01 kG. Badania tribologiczne wykonano w warunkach tarcia ze smarowaniem na maszynie Amslera. Kompozytowe powłoki nikiel–grafen wytworzone w tych badaniach odznaczały się znacznie lepszymi właściwościami tribologicznymi od powłoki niklowej.
EN
To our knowledge, for the first time our research on the graphene application for the electrodeposition of nickel composite coatings was conducted. The study assessed an important role of graphene in an increased wear resistance of these coatings. Watts type nickel plating bath with low concentration of nickel ions, organic addition agents and graphene as dispersed particles were used for deposition of the composite coatings nickel–graphene. The contents of particles in coatings was determined by titration. The roughness of the layers was measured by TR 100 profilograph. The microhardness of the coatings was measured using the Vickers’ method at a load of 0.01 kG. The Amsler testing machine with system: block–ring was used for tribological tests with lubrication Lux oil. The coatings nickel–graphene produced during investigation were distinguished by much better tribological properties than nickel coating.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The research on the graphene application for the electrodeposition of nickel composite coatings was conducted. The study assessed the important role of graphene in the increased wear resistance of these coatings. A Watts type nickel plating bath with a low concentration of nickel ions, organic addition agents and graphene as dispersed particles was used for deposition of the composite nickel-graphene coatings. The particle contents in the coatings, surface morphology, roughness and microhardness of the coatings were measured. An Amsler testing machine with a block - ring system was used for tribological tests with Lux oil lubrication. The obtained results suggest that the content of incorporated graphen particles increases with an increasing amount of graphen in the plating bath. The application of organic compounds was advantageous. The nickel-graphene coatings produced during the investigation were distinguished by much better tribological properties than the nickel coating. The tested composite coatings had a relative wear resistance from 3.7 to 6.9 times higher in relation to the relative wear resistance of a nickel coating.
PL
Prace badawcze nad zastosowaniem grafenu do elektroosadzania niklowych powłok kompozytowych były pierwszą próbą wykorzystania i oceny zalet tego materiału w niklowych powłokach kompozytowych pod kątem wzrostu ich odporności na zużycie przez tarcie. W pracy do osadzania powłok kompozytowych nikiel-grafen użyto kąpieli typu Wattsa z obniżonym stężeniem jonów niklu, dodatków organicznych i grafenu jako cząstki dyspersyjne. Przedstawiono wyniki badań dla powłok nikiel-grafen wytwarzanych z kąpieli o zawartości grafenu 0,33 i 0,5 g/dm3oraz w obecności dwóch różnych związków powierzchniowoczynnych. Badano zawartość cząstek w powłokach, morfologię powierzchni, chropowatość i mikrotwardość powłok. Badania tribologiczne wykonano w warunkach tarcia ze smarowaniem na maszynie Amslera. Otrzymane wyniki sugerują, że ilość wbudowanych cząstek grafenu wzrasta ze wzrostem zawartości grafenu w kąpieli. Zastosowanie badanych związków organicznych było korzystne. Kompozytowe powłoki nikiel-grafen wytworzone w tych badaniach odznaczały się znacznie lepszymi właściwościami tribologicznymi od powłoki niklowej. Badane powłoki kompozytowe miały względną odporność na zużycie od 3,7 do 6,9 razy większą od względnej odporności na zużycie powłoki niklowej.
Zbadano różne warianty przygotowania podłoża przed osadzeniem powłok niklowych na stopach aluminium A1, PA2, PA6, PA11. Do testowania właściwości zastosowano trzy metody przygotow ania powierzchni aluminium. Powłoki niklowe osadzano metodą elektrochemiczną z niskostężeniowej kąpieli do niklowania z dodatkiem związków organicznych. Strukturę zgładów poprzecznych wytworzonych powłok badano na mikroskopie Nicon Eclipse JV 150. Pomiary przyczepności powłok do podłoża aluminiowego wykonano metodą scratch testu. Chropowatość podłoży aluminiowych i powłok niklowych mierzono profilografem TR100. Mikrotwardość mierzono metodą Vickersa przy użyciu mikrotwardościomierza Vickersa, stosując obciążenie 0,05 kG. Powłoki niklowe wytworzone w tych badaniach odznaczały się 4–5-krotnie lepszą mikrotwardością w porównaniu ze stopem PA6 i PA11 i 12-krotnie lepszą w porównaniu z A1.
EN
The different pretreatment cycles was used for nickel plating on aluminium alloys A1, PA2, PA6, PA11. The three pretreatment procedure was used for properties test of the aluminium alloys. Nickel plating bath of low nickel(II) concentration with organic compounds was u sed for coatings electrodeposition. The cross sectional structures of the coated samples were studied by Nicon Eclipse JV 150 microscope. For the determination of adhesion, Scratch test was used. The roug h ness of the aluminium alloys and nickel foils was e valuated using a TR 100 prod. Elcometr Instr u ments Ltd. profilograph. The microhardness of the deposited layers was measured by Vickers’ method at a load of 0.05 kG. The nickel coatings microhardness es were 4 5 times better than those of the aluminium alloy PA6, PA11 and 12 times better in comparison with A1.
Powłoki niklowe osadzano w temp. pokojowej z eutektycznej cieczy jonowej (DES) chlorek choliny/glikol etylenowy (Ethaline) na podłożu miedzianym, stosując sole niklu, kwas borowy i związki organiczne. Naprężenia własne osadzanych powłok mierzono metodą dylatometryczną przy użyciu IS-metru. Strukturę zgładów poprzecznych wytworzonych powłok badano na mikroskopie Nicon Eclipse JV 150. Chropowatość podłoża miedzianego, powłok niklowych i powłok kompozytowych mierzono profilografem TR 100. Mikrotwardość mierzono metodą Vickersa, stosując obciążenia 0,01 kG. Osadzone warstwy miały naprężenia ściskające ok. 100 MPa lub rozciągające od 20 do ponad 300 MPa. Otrzymano powłoki niklowe o mikrotwardości 2,29 GPa z kąpieli bez dodatku związków organicznych i 3,39 GPa dla kąpieli z dodatkiem związków organicznych. Parametr chropowatości wynosił odpowiednio 0,08 –0,19 μm dla kąpieli bez związków organicznych i 0,18 μm dla kąpieli zawierającej związki organiczne.
EN
The nickel coatings were electrodeposited at room temperature on the copper substrate from the choline chloride/ethylene glycol (Ethaline) deep eutectic solvent (DES) dissolved by nickel salts, boric acid and the organic compounds. IS-meter was used to the measurement of the internal stress. The cross-sectional structures of the coated samples were studied by Nicon Eclipse JV 150 microscope. The roughness of the copper substrate, nickel foils and nickel composite foils was evaluated using a TR 100 prod. Elcometr Instruments Ltd. profilograph. The microhardness of the deposited layers was measured using a Vickers method at a load of 0,01 kG. The deposited layers had the comprehensive internal stress about 100 MPa or the tensile internal stress from 20 to above 300 MPa. The nickel coatings had the microhardness 2,29 GPa for the bath without the additives and 3,39 GPa with additives. The roughness 0,08 to 0,19 μm for the bath without the additives and 0,18 μm with additives were received.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono zagadnienia związane z poprawą stanu bezpieczeństwa na skrzyżowaniach linii kolejowych z drogami kołowymi w poziomie szyn, czyli na przejazdach kolejowych, w aspekcie przygotowywanych do realizacji przez PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. dwóch projektów inwestycyjnych. Zgodnie z założeniami Projekty te przewidują zabudowę lub przebudowę urządzeń sygnalizacji przejazdowej na przejazdach zlokalizowanych na całej sieci kolejowej zarządzanej przez PKP PLK S.A. Jest to pierwszy projekt na kolei realizowany na tak dużą skalę.
EN
In the following paper, there are some issues presented concerning the improvement of safety of level crossings. The problem is discussed with relation to two investment projects prepared by joint stock company PKP – Polskie Linie Kolejowe (PKP PLK S.A). According to the assumptions, all the projects are aiming to restructure the devices of the points and signals on the level crossings located in the whole railway network run by PKP PLK S.A. It is the first project on the railway which is being implemented on such a large scale.
Elektrolityczne nanostrukturalne powłoki kompozytowe Ni-PTFE zastosowano do stopów glinu PA11, PA6 w celu podwyższenia odporności na zużycie. Do testowania właściwości zastosowano trzy metody przygotowania powierzchni aluminium. Strukturę zgładów poprzecznych wytworzonych powłok badano na mikroskopie Nicon Eclipse JV 150. pomiary przyczepności powłok do podłoża aluminiowego wykonano metodą scratch testu. Chropowatość podłoża aluminiowego i powłok kompozytowych mierzono profilografem TR 100prod. Elcometr Instruments Ltd. Mikrotwardość mierzono metodą Vickersa przy użyciu mikrotwardościomierza Vickersa, stosując obciążenie 0,05 kG. wytworzone powłoki kompozytowe poddano badaniom tribologicznym na maszynie Amslera. Kompozytowe powłoki niklowe Ni-PTFE wytworzone w tych badaniach odznaczały się 6-krotnie lepszą odpornością na zużycie w porównaniu ze stopem PA11 i 2-krotnie lepszą w porównaniu z PA6.
EN
The electroplated nanostructural nickel composite coatings Ni-PTFE were applied to aluminium PA11, PA6 to increase the wear resistance. The three pretreatment procedure was used for properties test of the aluminium PA11 and PA6. The cross-sectional structures of the coated samples were studied by Nicon Eclipse JV 150 microscope. The scratch test was used for the determination of adhesion The roughness of the aluminium alloy and nickel composite foils was evaluated using the TR 100 profilograph Elcometr Instruments Ltd. The microhardness of the deposited layers was measured using the Vickers’ method at the load of 0.05 kG. The tribological properties of the deposited coatings were tested on the Amsler machine. The nickel composite coatings Ni-PTFE produced during investigations were distinguished by the 6 times better wear resistance than those of the aluminium alloy PA11 and 22 times better in comparison with PA6.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Elektrolityczne powłoki kompozytowe i hybrydowe otrzymano drogą elektroosadzanie z niskostężeniowego elektrolitu Wattsa zawierającego dyspersje B, SiC i PTFE wytworzone przy zastosowaniu składników dodatkowych. Przeprowadzono badania korozyjne powłok kompozytowych oraz powłok Ni-SiC-PTFE w 0,5 M NaCl i przyspieszone badania korozyjne powłok kompozytowych metodą CASS. Odporność korozyjna wszystkich powłok kompozytowych była większa od odporności korozyjnej powłoki niklowej. W badaniach korozyjnych powłok Ni-SiC-PTFE metodą Corrodkote stwierdzono, że wszystkie badane powłoki wytrzymały próbę w warunkach ciężkich i w warunkach wyjątkowo ciężkich. Badania tribokorozyjne na maszynie Amslera podczas smarowania olejem Lux i 0,5 M NaCl po 5 h próby tarcia wykazały, że badane powłoki mają dobrą odporność na zużycie ścierne w zastosowanych warunkach tarcia.
EN
The electrolytic composite and hybrid coatings were obtained galvanic from the low nickel ion concentration nickel plating bath containing of the dispersions B, SiC and PTFE produced with the additional agent use. The corrosion investigations of the composite and Ni-SiC-PTFE coatings in the 0.5 M NaCl was made and the accelerated corrosion CASS test of the composite coatings also. The corrosion resistance of all composite coatings was greater than the nickel coating. In the Corrodkote corrosion test of all investigated electrodeposited coatings Ni-SiC-PTFE endure test for the heavy conditions and for the extremely heavy conditions. he tribocorrosive investigations on the Amsler machine with the Lux oil and 0.5M NaCl lubrication after 5 h wear test show good the abrasive wear resistance in the used wear conditions.
Nanoniklowe kompozytowe i hybrydowe powłoki otrzymano drogą elektroosadzania z niskostężeniowego elektrolitu Wattsa zawierającego dyspersje SiC, B i PTFE.Strukturę nanoniklowej powłoki kompozytowej badano przy użyciu elektronowego mikroskopu transmisyjnego. Zawartość cząstek w powłokach mierzono grawimetrycznie. Chropowatość mierzono przy użyciu testera TR-100. Mikrotwardość osadzonych powłok mierzono metodą Vickersa stosując obciążenie 0,01 i 0,05 kG. Do pomiarów odporności na korozję w 0,5 M roztworze NaCl przy pH 7 stosowano metodę potencjodynamiczną. Wyniki użyto do obliczenia prądów korozji, szybkości korozji i procentowego zmniejszenia szybkości korozji w porównaniu z powłoka niklową. Badania tribologiczne zużycia ściernego wykonano stosując zestaw rolka – klocek w warunkach tarcia ze smarowaniem na maszynie Amslera i na testerze T-05.Rozmiary krystalitów niklu były od 10,6 do 21 nm. Nanostrukturalna osnowa niklowa z wbudowanymi cząstkami dyspersyjnymi spowodowała, że osadzone powłoki miały bardzo dużą odporność na zużycie.
EN
Nanonickel composite coatings have been obtained by electrodeposition from low-concentrated Watts electrolyte with SiC, B and PTFE. The structure of the nanonickel composite coatings has been established using TEM. The content of particles in coatings has been examined gravimetrically. The roughness of the coatings has been measured using tester TR 100. The microhardness of the deposited layers was measured using a Vickers’ method at a load of 0.01 and 0,05 kG. voltammetric method was used for examination of the samples of composite coatings during corrosion tests in 0,5 M NaCl, pH 7. Results were used for calculations of the corrosion current, the corrosion rate and the percentage reduction of the corrosion rate in comparison with the nickel coating. the corrosion resistance of all of the composite coatings was superior to that of the nickel coating. Tribological properties were performed by abrasion test based on tribology set type-roller-block with lubrication. Friction tests were made on Amsler machine and T-O5-tester. The size of nickel crystallites in the composite nanonickel coatings was from 10.6 to 21 nm. Strengthening the nanocrystalline nickel matrix with dispersed particles gave a positive effect in the form of high wear resistance.
Przedstawiono różnice w naprężeniach własnych z wzrostem grubości kompozytowych powłok niklowych osadzanych kąpieli Wattsa z dodatkiem dwóch rodzajów cząstek dyspersyjnych- SiC i PTFE oraz związków organicznych i substancji powierzchniowo-czynnych. Pomiary naprężeń wykonywano metodą dylatomeiryczną przy użyciu IS-metru. Wykazano wpływ zawartości wbudowanych cząstek na rozmiary krystalitów osnowy niklowej oraz wpływ rozmiarów krystalitów osnowy niklowej na naprężenia własne powłok kompozytowych.
EN
The variation of the internal stress with thickness during nickel deposition with Watts bath contenting dispersed particles was determined using IS - dilatometer. Dispersed particles were of two kinds: the SiC and PTFE, the organic compounds and surface-active compounds. It has been proved that there is the effect of the co-deposited particles on the size of crystallites of the nickel matrix and also the effect of the size of crystallites of the nickel matrix on the internal stresses of the composite coatings.
Przedstawiono różnice w naprężeniach własnych ze wzrostem grubości powłok niklowych osadzanych z kąpieli Watta z dodatkiem pięciu związków organicznych. Różnice we wpływie tych związków organicznych wyjaśniono jako różnice w zdolności adsorpcji na powierzchni niklu. Wyniki są interpretowane jako zależność naprężeń własnych od udziału orientacji (100) w osadzanej powłoce.
EN
The dependence of the coating internal stresses with increasing of nickel coating thickness deposited in Watts bath containing five organic compounds was determined using IS-dilatometer. The effect of additives to plating bath is explained in terms of their adsorption ability on the nickel surface. The results are explained in terms of stress-producing phenomenon - the formation of the (100) texture.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono wyniki badań tribologicznych nanokompozytowych powłok galwanicznych Ni-SiC i Ni-PTFE osadzonych na powierzchni stalowej. Zawartość cząstek w powłokach wyznaczano grawimetrycznie i miareczkowo. Chropowatość powłok mierzono przy użyciu profilografu TR 100. Badania wyznaczające rozmiary krystalitów [L. 11] osnowy niklowej wykonano na dyfraktometrze Siemens D500 z wykorzystaniem promieniowania CuKa. Mikrotwardość osadzanych warstw mierzono metodą Vickersa przy obciążeniu 0,098 N. Chropowatość powłok kompozytowych była mała i zależała od zawartości cząstek dyspersyjnych w warstwie. Również rodzaj wbudowywanych cząstek miał wpływ na chropowatość powłok kompozytowych. Badane warstwy były wygrzewane w temp. 523 K i wszystkie warstwy poddano badaniom tribologicznym na maszynie Amslera. Wyniki tych badań, tzn. odporność na zużycie poprzez tarcie i współczynnik tarcia wykazały, że zastosowanie nanostrukturalnych galwanicznych powłok kompozytowych na powierzchni stalowej dało korzystny efekt. Badania wykazały, że współczynnik tarcia jest odwrotnie proporcjonalny do chropowatości powłok kompozytowych. Umocnienie nanokrystalicznej osnowy niklowej cząstkami ceramicznymi i polimerowymi przyniosło pozytywne rezultaty w postaci dużej odporności na zużycie poprzez tarcie, ale wygrzewanie miało wpływ zróżnicowany.
EN
This paper presents a result of tribological investigations of the electroplated nanocomposite coatings Ni-SiC and Ni-PTFE deposited on the steel surface. The content of particles in coatings was examined gravimetrically and titrimetrically. The roughness of the coatings Ni-SiC was measured using tester TR 100. Siemens D500 X-ray diffractometer with CuKa, radiation was used to determine the dimension of nickel [111] crystallites. The microhardness of the deposited layers was measured using a Vickers' method at a load of 0.01 kG. Roughness of the composite coatings was small, and it was connected with content of dispersion particles in layer. Also type of builtin particles influences on roughness of composite coatings. Such examinated layers were annealed at 523 K and all layers were subjected to the tribological tests which were carried out with the use of Amsler machine. The results of this experiments, i.e. wear resistance and coefficient of friction, show very positve effect of application nanostructural electroplated coatings for steel surface treatment. This study has shown that the coefficient of friction is inversely proportional to the roughness of the composite coatings. Strengthening the nanocrystalline nickel matrix with ceramic and polymer particles gave a positive effect in the form of high wear resistance but the annealing have varied influence.
Elektrolityczne powłoki kompozytowe i hybrydowe otrzymano drogą elektroosadzania z niskostężeniowego elektrolitu Wattsa zawierającego dyspersje B, SiC i PTFE wytworzone przy zastosowaniu składników dodatkowych. Przeprowadzono badania korozyjne w 0,5 M NaCI i przyspieszone badania metodą CASS powłok kompozytowych oraz powłok Ni-SiC-PTFE i porównawczo metodą Corrodkote powłoki z chromu technicznego. Stwierdzono, że wszystkie badane powłoki wytrzymały próbę w warunkach ciężkich a powłoki hybrydowe w warunkach wyjątkowo ciężkich. Naprężenia własne osadzanych powłok kompozytowych i hybrydowych, mierzone metodą dylatometryczną, były ściskające i po osiągnięciu przez powłokę grubości - 30 žm często zbliżały się do 0. W celu zbadania przydatności wytworzonych warstw kompozytowych i hybrydowych do pracy w skojarzeniach ślizgowych części i zespołów pojazdów mechanicznych pracujących w ruchu obrotowym, posuwisto - zwrotnym lub oscylacyjnym, wykonano pomiary ze smarowaniem na urządzeniach badawczych: Amsler w ruchu obrotowym i Tester T-05 w ruchu oscylacyjnym. Porównawczo badano powłokę z chromu technicznego.
EN
Electrolytic and hybrid coatings were obtained by the electrodeposition from low-concentrated Watts electrolyte with B, SiC and PTFE dispersion produced by the use of addition agents. Corrosion investigations in 0.5 M NaCl solution of composite and hybrid coatings were made. The accelerated tests of composite coatings were carried out by the CASS method. The Corrodkote test of hybrid coatings and comparative tests of technical chromium coatings were presented. It was found that all investigated coatings withstood the heavy conditions tests and the hybrid coatings also the exceptionally heavy conditions tests. The internal stress of deposited composite and hybrid coatings, measured by dilatometric method, were compressive and approached to 0 when coating thickness reached -30 žm. To investigate the usability of electroplated composite and hybrid layers applied in sliding joints of motor vehicle parts and assemblies operating in rotation, oscillating or reciprocating motion measurements were carried out on Amsler and Tester T- 0,5 testing devices. The tested joints were lubricated during investigation. For comparative purposes the technical chromium coating was also tested.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In present work the composite electrochemical coatings were prepared with nickel matrix and particles SiC. The nickel plating bath of low nickel ion concentration (0.75 M) containing brightening organic compound with surfactants and the dispersed particle (SiC) was used for electrodeposition of composite coatings. The content of particles in coatings was examined gravimetrically. The dependence of SiC content in composite coatings Ni-SiC on the concentration and kind of the organic additives is given in Table 1. The roughness of the coatings Ni-SiC was measured using tester TR 100 (Tab. 1). Siemens D500 X-ray diffractometer with CuK[alpha], radiation was used to determine the dimension of nickel [111] crystallites and microstress (Tab. 1). The microhardness of the deposited layers was measured using a Vickers' method at a load of 0.01 and 0.05 kG. Figures 2 and 3 show the microhardness of composite coating Ni-SiC. The wear experiments of Ni-SiC coatings were made without lubrication using the technique based on 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-SiC in the dependence from of the concentration and kind of the organic additives is given in Figure 4. The obtained results suggest that the organic compounds used in the experiments had a significant effect on the composition and structure of these coatings. This study has shown that the wear resistance is proportional to the microhardness, the roughness, the size of nickel grain and the particle contents in Ni-SiC coatings.
PL
Osadzano elektrochemicznie kompozytowe powłoki z osnową niklową i cząstkami SiC. Do elektroosadzania kompozytowych powłok używano niskosteżeniowej kąpieli zawierającej 0,75 M jonów niklu(II), związek organiczny blaskotwórczy, zwilżacze i jako cząstki dyspersyjne SiC. Zawartość masową cząstek w powłoce oznaczano grawimetrycznie. W tabeli 1 przedstawiono zależność zawartości SiC w powłoce kompozytowej Ni-SiC od stężenia i rodzaju dodatków organicznych. Chropowatość warstw Ni-SiC mierzono profilografem TR 100 (tab. 1). Pomiary wielkości krystalitów [111] osnowy niklowej i mikronapreżeń wykonano na dyfraktometrze Siemens D500 z promieniowaniem CuK[alfa] (tab. 1). Mikrotwardość mierzono metodą Vickersa przy obciążeniu 0,01 i 0,05 kG. Na rysunkach 2 i 3 przedstawiono wyniki pomiarów mikrotwardości kompozytowych powłok Ni-SiC. 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-SiC w zależności od stężenia i rodzaju dodatków organicznych jest pokazana na rysunku 4. Stwierdzono, że użyte związki organiczne miały znaczący wpływ na skład i strukturę tych warstw. Odporność na zużycie jest proporcjonalna do mikrotwardości, chropowatości, rozmiarów ziaren niklu i zawartości SiC w powłoce.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Elektrolityczne powłoki kompozytowe Ni-SiC-PTFE otrzymano drogą elektroosadzania z niskostężeniowego elektrolitu Wattsa, zawierającego dyspersje SiC i PTFE, wytworzone przy zastosowaniu substancji powierzchniowo czynnych. Powłoki osadzano na podłożu stalowym (St3S) w warunkach galwanostatycznych. Skład chemiczny otrzymanych powłok, określony metodą grawimetryczną i spektrometrii ICP, zależy nie tylko od zawartości cząstek dyspersyjnych w kąpieli galwanicznej, ale również od użytej substancji powierzchniowo czynnej (tab. l, rys. 1). Otrzymane powłoki zawierały od 0,8 do 8% obj. cząstek dyspersyjnych. Naprężenia własne osadzanych powłok kompozytowych, mierzone metodą dylatometryczną, były ściskające i po osiągnięciu przez powłokę grubości -30 um zbliżały się do O (rys. 2). Przeprowadzono przyspieszone badania korozyjne wytworzonych powłok Ni-SiC-PTFE i porównawczo powłoki z chromu technicznego, zgodnie z normą PN-EN ISO 4541 (próba korozyjna Corrodkote). Stwierdzono, że wszystkie badane powłoki wytrzymały próbę dla warunków ciężkich, a powłoki hybrydowe dla warunków wyjątkowo ciężkich (tab. 4). W celu zbadania przydatności wytworzonych warstw hybrydowych do pracy w skojarzeniach ślizgowych części i zespołów pojazdów mechanicznych pracujących w ruchu posuwisto-zwrotnym lub oscylacyjnym wykonano pomiary na urządzeniu badawczym Tester T-05 w ruchu oscylacyjnym ze smarowaniem. Porównawczo badano powłokę z chromu technicznego. Dwie powłoki hybrydowe miały przeszło dwukrotnie większą odporność na zużycie (rys. 3) od powłoki z chromu technicznego. Współczynnik tarcia wszystkich badanych skojarzeń był mały i zawierał się pomiędzy 0,095:0,02 (rys. 4).
EN
Electrolytic composite coatings Ni-SiC-PTFE were obtained by electrodeposition from low-concentrated Watts electrolyte with SiC and PTFE dispergated by surface - active agents. Coatings were deposited on steel substrate (St3S) under galvanostatic conditions. Chemical composition of the coatings, determined by gravimetric and ICP spectrometry methods, depended not only on the content of the dispersed particles but also on the used surface - active agent (Tab. 1, Fig. 1). Obtained coatings contained from 0.8 to 8 vol.% of dispersed particles. The internal stress of deposited composite coatings, measured by dilatometric method, were comprehensive and at reach of the coating thickness -30 um approached to 0 (Fig. 2). The accelerated corrosion test of electrodeposited coatings Ni-SiC-PTFE in comparison with the technical chromium coating was carried out according to PN-EN ISO 4541 (corrosion test Corrodkote). All investigated coatings beared test for the heavy conditions and the hybrid coatings for the extremally heavy conditions (Tab. 4). The measurements on the Tester T-05 in the oscillating motion with lubrication were executed on the purpose to investigate the usability of the electroplated hybrid layers to work in the interconnection of slidings parts and assambles of motor vehicle working in the reciprocating or oscillating motion. In comparison to these the technical chromium coating was investigated. The two hybrid coatings showed more than twice as great wear resistance (Fig. 3) than the technical chromium coating. The friction coefficient of all investigated interconnections was low, between 0.095:0.02 (Fig. 4).
Osadzano nanokrystaliczne elektrolityczne kompozytowe powłoki z osnową niklową i cząstkami PTFE. Do elektroosadzania kompozytowych powłok używano niskostężeniowej kąpieli zawierającej 0,75 M niklu(II), związek organiczny blaskotwórczy, zwilżacze i jako cząstki dyspersyjne PTFE. Zawartość masową cząstek w powłoce oznaczano grawimetrycznie. Badano zależność zawartości PTFE w powłoce kompozytowej Ni-PTFE od stężenia i rodzaju dodatków organicznych. Chropowatość warstw Ni-PTFE mierzono profilografem TR 100. Rozmiary krystalitów [111] osnowy niklowej oraz pomiar mikronaprężeń wykonano na dyfraktometrze Siemens D500 z wykorzystaniem promieniowania CuK&. Mikrotwardość mierzono metodą Vickersa przy obciążeniu 0,01 i 0,05 kg. Badania odporności na zużycie wykonano na Kulotesterze. Na podstawie śladów wytarcia i pomiarów ich średnicy obliczano głębokość wytarcia, która była miarą odporności na zużycie. Stwierdzono, że użyte związki organiczne miały znaczący wpływ na skład i strukturę tych warstw.
EN
The nanocrystalline composite electrochemical coatings prepared with nickel matrix and PTFE particles were investigated. Nickel plating bath of low nickel ion concentration (0.75 M) with brightening organic compound, surf actants and dispersed PTFE particles content was used for coatings electrodeposition. PTFE particles content was determined gravimetrically. The dependence of PTFE content in composite Ni-PTFE coatings on the concentration and kind of the organic additives was investigated. The roughness of the composite coatings was measured using tester TR 100. Siemens D500 X-ray diffractometer with CuK? radiation was used to determine the dimension of nickel [Ill] crystallites and microstress. The microhardness of the deposited layers was measured by Vickers' method at the load of 0.01 and 0.05 kg. The wear experiments of Ni-PTFE coatings were made without lubrication using the technique based on measuring system comprising a flat surface and a ball. On the basis of measurements of wear traces diameter, the wear depth was calculated and assumed as a measure of wear resistance. The obtained results suggest that the organic compounds used in the experiments had a significant effect on the composition and structure of these coatings.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Osadzano elektrochemicznie kompozytowe powłoki z osnową niklową i cząstkami dyspersyjnymi: SiC, PTFE i CFx (tab. 1, rys. rys. 1-3) na podłożu Cu pokrytym warstwą amorficznego niklu. Do badań użyto niskostężeniowej kąpieli niklowej (NS) zawierającej sześć związków powierzchniowo czynnych (ZPC). Badania wyznaczające orientację preferowaną powłok kompozytowych, rozmiary krystalitów [111] osnowy niklowej, mikronaprężenia i stałe sieciowe wykonano na dyfraktometrze Simens D500 z promieniowaniem CuK[alfa]. W tabeli 2 zamieszczono wyniki pomiarów rozmiarów ziaren [111] niklu, mikronaprężeń i stałych sieciowych powłok Ni-SiC, a w tabeli 3 dla powłok Ni-PTFE. Te same dane dla powłok hybrydowych zawiera tabela 4. Mierzono również całkowitą intensywność linii (hkl) i wyznaczano orientację powłok jako objętość frakcji f(hkl) krystalitów. Obliczono względne procentowe udziały orientacji preferowanych i chaotycznej. Na rysunkach 4 i 5 przedstawiono względne udziały procentowe orientacji preferowanych i chaotycznej dla powłok kompozytowych Ni-SiC, na rysunkach 6 i 7 - dla powłok kompozytowych Ni-PTFE, zaś na rysunku 8 - dla powłok hybrydowych Ni-SiC-fluoropolimer. Wszystkie elektroosadzone powłoki miały bardzo rozdrobnioną nanokrystaliczną strukturę. Zarówno cząstki dyspersyjne, jak i związki powierzchniowo czynne wywierały znaczący wpływ na orientację powłoki, rozmiary krystalitów i mikronaprężenia. Dyskutowano wpływ tych czynników na rozwój tekstury w procesie elektroosadzania niklowych powłok kompozytowych.
EN
In present work the composite electrochemical coatings were prepared with nickel matrix and SiC, PTFE and CFx (Tab. 1, Figs 1-3) as dispersed particles. Studies were carried out in the low-concentration nickel bath (NS) containing the six surfactants (ZPC). The coatings were electrodeposited on a Cu substrate with an amorphous nickel covering. Siemens D500 X-ray diffractometer with CuK[alpha] radiation was used to determine the preferred orientation, the dimensions of nickel [111] crystallites, microstresses and the cell constants from the surface of the test panel. Table 2 shows the dimensions crystallites, microstresses and the cell constants Ni-SiC coatings and Table 3 - Ni-PTFE coatings, This same data are present for hybrid Ni-SiC-PTFE coatings in Table 4. The total intensity of the lines (hkl) was measured and the orientations of the deposits were determined and were expressed in terms of texture coefficients as the volume fraction f(hkl) of the crystallites. The percentage parts of the relative random and preferred orientations were calculated. In Figures 4, 5 are presented the relative percentage parts of the random and preferred orientations for Ni-SIC composite coatings, in Figures 6,7 - for Ni-PTFE composite coatings and in Figure 8 - for Ni-SiC-fluoropolymer hybrid coatings. All electrodeposited deposits had a very fine-grained nanocrystalline structure. The dispersed particles and surfactants exert quite a remarkable effect on the deposit orientation, the dimension of crystallites and microstresses. Factors determining the development of coatings texture in the process of the composite nickel coatings electrodeposition were discussed.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Omówiono zalety niskostężeniowych technologii galwanicznego nakładania ochronnych pólbłyszczących powłok niklowych, dekoracyjn -ochronnych powłok niklowych, technicznych powłok: niklowych i hybrydowych kompozytowych powłok niklowych oraz zalety powłok nakładanych wedlug z tych kąpieli.
EN
The advantages of the low - concentration bath for plating of the protective semibright nickel coatings, of the decorative - protective nickel coatings, of the technical nickel coatings and the hybrid composite nickel coatings were discussed. Also the advantages of the coatings plated by these baths were presented.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.