XRD investigations of electrodeposited Ni and Ni/Al2O3 coatings

• Autorzy: Góral, A. , Bełtowska-Lehman, E.

Warianty tytułu

PL

Badania rentgenowskie elektroosadzanych powłok Ni oraz Ni/Al2O3

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The subject of the paper is characterisation of Ni and Ni/Al2O3 coatings electrodeposited on a steel substrate. The coatings were electrodeposited from the Watt's baths of different Ni(II) concentration at pH 4, in potentiostatic and potentiodynamic regimes, in the system with a rotating disk electrode. Nanocrystalline Al2O3 ceramic powders with the average grain sizes about 30 nm were suspended in the plating solution and co-deposited with the metal to produce nanoparticle strengthened metal matrix composite coatings. The microstructure, residual stresses, texture and microhardness of the coatings were examined depending on electrodeposition rate and Al2O3 particle content. The results show that the nanoparticles are approximately uniformly distributed in the composite coating, and their microstructure is much finer compared to the pure nickel plating coating. The microhardness of the composite coatings was higher than that of the pure nickel deposits, while the residual stresses revealed insignificantly lower values.

PL

W pracy przedstawiono charakterystykę powłok Ni oraz Ni/Al2O3 elektroosadzonych na podłożu stalowym z kąpieli typu Wattsa o rożnym stężeniu jonów Ni, w warunkach potencjostatycznych i potencjodynamicznych w układzie z wirującą elektrodą dyskową. Kompozytowe powłoki wydzielono z roztworów wodnych w wyniku współosadzania nanocząstek Al2O3 o średniej wielkości około 30 nm w matrycy niklowej. Analizowano mikrostrukturę, teksturę, naprężenia własne oraz mikrotwardość powłok w zależności od szybkości ich wydzielania oraz zawartości Al2O3. Badania pokazały, że rozkład nanocząstek ceramicznych jest w przybliżeniu jednolity, a mikrostruktura powłok kompozytowych jest bardziej rozdrobniona w porównaniu z powłokami Ni. Powłoki kompozytowe charakteryzują się również znacznie większą mikrotwardością, natomiast wartości naprężeń wykazują niewielkie zmiany.

Słowa kluczowe

PL

powłoki Ni i Ni/Al2O3; elektroosadzanie; powłoki kompozytowe

EN

Ni and Ni/Al2O3 coatings; electrodeposition; composite coatings

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 3
• Strony: 410-413
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Góral, A.

autor

Bełtowska-Lehman, E.

• Institute of Metallurgy and Materials Science of the Polish Academy of Science, Kraków,

Bibliografia

• [1] Shrestha N. K., Masuko M., Saji T.: Composite plating of Ni/SiC using azo-cationic surfactants and wear resistance of coatings. Wear 254 (2003) 555-564.
• [2] Musiani M.: Electrodeposition of composites: an expanding subject in electrochemical materials science. Electrochimica Acta 45 (2000) 3397- 3402.
• [3] Benea L., Bonora P.L., Martelli A.B.S.: Effect of SiC size dimensions on the corrosion wear resistance of the electrodeposited composite coating. Materials and Corrosion 53 (2002) 23-29.
• [4] Wang S. C.,Wei W. C. J.: Kinetics of electroplating process of nano-sized ceramic particle/Ni composite. Materials Chemistry and Physics 78 (2003) 574-580.
• [5] Napłoszek-Bilnik I., Budniok A., Łosiewicz B., Pająk L., Łagiewka E.: Electrodeposition of composite Ni-based coatings with the addition of Ti or/and Al particles. Thin Solid Films 474 (2005) 146-153.
• [6] Technical Tidbits a publication by Brush Wellman Engineered Materials 4 (4) (2002).
• [7] Chou M-C.,Ger M-D., Ke S-T., Huang Y-R., Wu S-T.: The Ni-P-SiP composite produced by electrodeposition. Materials Chemistry and Physics 92 (2005) 146-151.
• [8] Wu G., Li N., Zhou D., Mitsuo K.: Electrodeposited Co-Ni-Al2O3 composite coatings. Surface Coating Technology 176 (2004) 157-164.
• [9] Gul H., Kilic F., Aslan S., Alp A., Akbulut H.: Characteristics of electroco- deposited Ni-Al2O3 nanoparticle reinforced metal matrix composite (MMC) coatings. Wear 267 (2009) 976-990.
• [10] Feng Q., Li T., Yue H., Qi K., Bai F., Jin J.: Applied Surface Science 254 (2008) 2262-2268.
• [11] Pala Z., Ganev N., Jersak J.: X-ray diffraction study of distribution of macroscopic residual stresses in surface layers of steels after grinding. Materials Structure 14 (2007) 78-83.
• [12] Cullity B. D.: Elements of X-ray diffraction. Addison-Wesley Publishing Co., Inc., London (1959).
• [13] Noyan I. C., Cohen J. B.: Residual stress. Springer-Verlag, New York (1987).
• [14] Baczmański A.: Program Stressfit. AGH (2004).
• [15] Muller B., Ferkel H.: Al2O3-Nanoparticle distribution in plated nickel composite films. Nanostructured Materials 10 (8) (1998) 1285-1288.
• [16] LaboTex 2000: The texture analysis software, by LaboSoft s.c.
• [17] Świętek M.: Analiza funkcji rozkładu orientacji krystalitów. Budowa programu komputerowego. Praca magisterska. Instytut Techniki AP w Krakowie (2009).