The paper presents the study of multilayer nanocrystalline Ni/Cu coatings produced by the electrocrystallization method on a carbon steel S235JR substrate. Three variants of multilayer nickel/copper coatings of various thicknesses and quantities of the individual layers of nickel and copper were tested. The coating properties were characterized using the following research techniques: X-ray diffraction (XRD), transmission (TEM) and scanning (SEM) electron microscopes, optical microscopy and Vickers microhardness measurements. The paper presents the results of the structure, morphology, surface topography and microhardness measurements of multilayer nanocrystalline Ni/Cu composite coatings. The produced coatings have a nanocrystalline structure, compact structure, good adhesion to the substrate and a uniform thickness over the entire coated surface. The thickness of the single layers of nickel and copper has an effect on the hardness of the multilayer Ni/Cu composite coatings.
PL
Przedstawiono wyniki badań nanokrystalicznych multiwarstwowych powłok Ni/Cu wytworzonych w procesie elektrokrystalizacji na podłożu ze stali węglowej S235JR. Badano trzy warianty wielowarstwowych powłok nikiel/miedź o różnej grubości oraz ilości pojedynczych warstw niklu i miedzi. Wytworzone powłoki charakteryzowano za pomocą następujących technik badawczych: dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (XRD), transmisyjnej (TEM) i skaningowej (SEM) mikroskopii elektronowej, mikroskopii optycznej oraz pomiarów mikrotwardości metodą Vickersa. Przedstawiono wyniki badań struktury wytworzonych multiwarstwowych kompozytowych Ni/Cu powłok, ich morfologii i topografii powierzchni oraz wyniki pomiarów mikrotwardości. Badane wielowarstwowe powłoki kompozytowe charakteryzują się nanokrystaliczną strukturą, zwartą budową, dobrą adhezją do podłoża oraz równomierną grubością na całej pokrywanej jego powierzchni. Grubość pojedynczych warstw niklu i miedzi ma wpływ na twardość wytworzonego materiału kompozytowego.
Zastosowano metodę elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS) oraz metodę klasyczną do określenia odporności korozyjnej wielowarstwy metalicznej złożonej z podwarstw niklu i miedzi. Odporność korozyjną wielowarstwy porównano z odpornością korozyjną podłoża stalowego. Badania prowadzono w roztworze 5M KOH. W metodzie klasycznej rejestrowane zależności j = f(E) w zakresie DeltaE = +/- 0,050 V w stosunku do potencjału ogniwa otwartego. Na tej podstawie wyznaczono parametry korozji wielowarstwy Ni/Cu i podłoża stalowego, takie jak wartości prądu (j/kor) i potencjału korozyjnego (E), oporu polaryzacji (R/p), a także współczynnika reakcji przejścia: katodowego (Beta/x) i anodowego(Beta/a) oraz szybkość korozji. Przy zastosowaniu metody EIS otrzymano widma impedancyjne Nyquista Z'' = f(Z'), do których dopasowano teoretyczne obwody zastępcze. Dopasowanie obwodu zastępczego do danych eksperymentalnych pozwoliło na wyznaczenie takich parametrów jak: R/s - opór elektrolitu, R/ct - opór przeniesienia ładunku, T - parametr pojemnościowy, phi - kąt przesunięcia fazowego. Na podstawie znajomości tych parametrów wyznaczono pojemność warstwy podwójnej i elektrochemiczny współczynnik rozwinięcia powierzchni. Wykazano przydatność elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej do badania odporności korozyjnej cienkich wielowarstw metalicznych Ni/Cu. Na podstawie przeprowadzonych badań odporności korozyjnej stwierdzono, że wielowarstwy złożone z podwarstw niklu i miedzi są bardziej odporne na agresywne działanie środowiska alkalicznego w porównaniu do podłoża stalowego.
EN
The electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and classical methods were using for determination of corrosion resistance of multilayer composited with nickel and copper sublayers. The corrosion resistance was compared with the resistance steel substrate. The investigations were conducted in 5M KOH solution. Potentiodynamic j = f(E) curves were recordered in the range DeltaE = +/- 0.050V starting from value of open cell potential. On this basis some parameters like current and potential corrosion, cathodic and anodic Tafel slope and rate of corrosion were determined. On the base of obtained Nyquist Z'' = f(Z'), the equivalent circuit was approximated. As a result of approximation of experimental data the following parameters were determined: R/s - the solution resistance, R/ct - the charge- transfer resistance, T - capacity parameters, phi - dimensionless parameter related to the constant phase angle. On the basis of these parameters the double-layer capacitance and the value of roughness factor R/f - were calculated. The suitability of electrochemical impedance spectroscopy to investigations of corrosion resistance of multilayers Ni/Cu was ascertained. It was ascertained that Ni/Cu multilayers are more corrosion resistant compared with steel substrate.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.