اثر غلظت نانولوله های کربنی روی مقاومت سایشی پوشش های نیکل-بور-نانولوله کربنی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

2 استاد، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله، پوشش نیکل-بور-نانولوله کربنی با غلظت های مختلف نانولوله‌‌های کربنی روی فولاد AISI 4140 لایه نشانی شد و خواص ساختاری و رفتار سایشی آن مورد بررسی قرار گرفت. خواص ساختاری پوشش ها به کمک آزمون های پراش اشعه ایکس، میکروسکوپ الکترونی و آزمون سختی بررسی شد. همچنین ضریب اصطکاک و خواص سایشی نمونه ها به کمک آزمون پین روی دیسک مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد با افزایش غلظت نانولولههای کربنی ساختار پوشش از حالت آمورف به حالت شبه-بلوری تغییر می یابد. علاوه بر این تصاویر میکروسکوپ الکترونی و نتایج حاصل از آزمون سختی نشان می دهد که اضافه کردن نانولولههای کربنی به حمام الکترولس سبب افزایش سختی و ضخامت پوشش می گردد. اضافه کردن نانولولههای کربنی تا غلظت gr/lit 6/0 باعث بهبود رفتار مقاومت سایشی و کاهش ضریب اصطکاک شد. با این وجود افزایش غلظت نانولوله‌های کربنی تا gr/lit1 بدلیل آگلومره شدن نانولوله‌های کربنی سبب افزایش نرخ سایش ویژه پوشش شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Z.A. Hamid, H. Hassan, A. Attyia, Influence of deposition temperature and heat treatment on the performance of electroless Ni–B films, Surface and coatings technology, 205 (2010) 2348-2354.

[2] Q.-l. Rao, G. Bi, Q.-h. Lu, H.-w. Wang, X.-l. Fan, Microstructure evolution of electroless Ni-B film during its depositing process, Applied Surface Science, 240 (2005) 28-33.

[3] P. Sahoo, S.K. Das, Tribology of electroless nickel coatings – a review, Mater. Des. 32 (2011) 1760–1775.

[4] V. Vitry, L. Bonin, Formation and characterization of multilayers borohydride and hypophosphite reduced electroless nickel deposits, Electrochim. Acta 243 (2017) 7–17.

[5] F. Madah, C. Dehghanian, A.A. Amadeh, Investigations on the wear mechanisms of electroless Ni–B coating during dry sliding and endurance life of the worn surfaces, Surface and Coatings Technology, 282 (2015) 6-15.

[6] A. Mukhopadhyay, T.K. Barman, P. Sahoo, Tribological behavior of sodium borohydride reduced electroless nickel alloy coatings at room and elevated temperatures, Surface and Coatings Technology, 321 (2017) 464-476.

[7] M. Anik, E. Körpe, E. Şen, Effect of coating bath composition on the properties of electroless nickel–boron films, Surface and Coatings Technology, 202 (2008) 1718-1727.

[8] P. Wu, H. Du, X. Chen, Z. Li, H. Bai, E. Jiang, Influence of WC particle behavior on the wear resistance properties of Ni–WC composite coatings, Wear, 257 (2004) 142-147.

[9] L. Chen, L. Wang, Z. Zeng, T. Xu, Influence of pulse frequency on the microstructure and wear resistance of electrodeposited Ni–Al2O3 composite coatings, Surface and Coatings Technology, 201 (2006) 599-605.

[10] M. Mu, X. Zhou, Q. Xiao, J. Liang, X. Huo, Preparation and tribological properties of self-lubricating TiO2/graphite composite coating on Ti6Al4V alloy, Applied Surface Science, 258 (2012) 8570-8576.

[11] E. Georgiza, V. Gouda, P. Vassiliou, Production and properties of composite electroless Ni-B-SiC coatings, Surface and Coatings Technology, 325 (2017) 46-51.

[12] B. Munkhbayar, M.J. Nine, J. Jeoun, M. Bat-Erdene, H. Chung, H. Jeong, Influence of dry and wet ball milling on dispersion characteristics of the multi-walled carbon nanotubes in aqueous solution with and without surfactant, Powder technology, 234 (2013) 132-140.

[13] M. Zhou, Y. Mai, H. Ling, F. Chen, W. Lian, X. Jie, Electrodeposition of CNTs/copper composite coatings with enhanced tribological performance from a low concentration CNTs colloidal solution, Materials Research Bulletin, 97 (2018) 537-543.

[14] S. Javadian, A. Motaee, M. Sharifi, H. Aghdastinat, F. Taghavi, Dispersion stability of multi-walled carbon nanotubes in catanionic surfactant mixtures, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 531 (2017) 141-149.

[15] M.D. Clark, S. Subramanian, R. Krishnamoorti, Understanding surfactant aided aqueous dispersion of multi-walled carbon nanotubes, Journal of colloid and interface science, 354 (2011) 144-151.

[16] Y.-C. Chiang, W.-H. Lin, Y.-C. Chang, The influence of treatment duration on multi-walled carbon nanotubes functionalized by H2SO4/HNO3 oxidation, Applied Surface Science, 257 (2011) 2401-2410.

[17] Alishahi, M., et al. "Synthesis and passivation behavior of electroless Ni–P‐CNT composite coating." Materials and Corrosion 64.3 (2013): 212-217.

[18] Alishahi, Mostafa, et al. "The effect of carbon nanotubes on the corrosion and tribological behavior of electroless Ni–P–CNT composite coating." Applied Surface Science 258.7 (2012): 2439-2446.

[19] Wang, L_Y, et al. "Friction and wear behavior of electroless Ni-based CNT composite coatings." Wear 254.12 (2003): 1289-1293.

[20] Praveen, B. M., and T. V. Venkatesha. "Electrodeposition and properties of Zn–Ni–CNT composite coatings." Journal of Alloys and Compounds 482.1-2 (2009): 53-57.

[21] U. Tocoglu, M. Alaf, O. Cevher, M. Guler, H. Akbulut, The effect of oxidants on the formation of multi-walled carbon nanotube buckypaper, Journal of nanoscience and nanotechnology, 12 (2012) 9169-9174.

[22] T.A. Saleh, The influence of treatment temperature on the acidity of MWCNT oxidized by HNO 3 or a mixture of HNO3/H2SO4, Applied surface science, 257 (2011) 7746-7751.

[23] V. Vitry, A. Sens, A.-F. Kanta, F. Delaunois, Experimental study on the formation and growth of electroless nickel–boron coatings from borohydride-reduced bath on mild steel, Applied Surface Science, 263 (2012) 640-647.

[24] V. Vitry, L. Bonin, Increase of boron content in electroless nickel-boron coating by modification of plating conditions, Surface and Coatings Technology, 311 (2017) 164-171.

[25] E. Georgiza, V. Gouda, P. Vassiliou, Production and properties of composite electroless Ni-B-SiC coatings, Surface and Coatings Technology, 325 (2017) 46-51.

[26] Gou, Lei, et al. "Rational synthesis of Ni 3 (HCOO) 6/CNT ellipsoids with enhanced lithium storage performance: inspired by the time evolution of the growth process of a nickel formate framework." Dalton Transactions 46.19 (2017): 6473-6482.