چکیده

1

مقدمه

2

فصل اول : کلیات

کلیات

3

4

فصل دوم : مروری بر منابع

5

2-1- مقدمه

6

2-2- آبکاری الکتریکی

6

          2-2-1- مزایا و معایب آبکاری الکتریکی

7

2-3- آبکاری پوششهای کامپوزیتی

8

          2-3-1- مزایا و معایب آبکاری کامپوزیتی

9

2-4- پوشش های نانوکامپوزیتی

10

          2-4-1- روش تولید پوششهای نانوکامپوزیتی

10

          2-4-2- کاربرد پوششهای  نانوکامپوزیتی

11

2-5- مکانیزم رسوب الکتریکی

12

          2-5-1- رسوبگذاری کرم سه ظرفیتی

13

          2-5-2- کمپلکس سازهای کرم

14

2-6- آبکاری کرم سه ظرفیتی

15

          2-6-1- ترکیب حمام کرم سه ظرفیتی

15

          2-6-2- ویژگی های ترکیب حمام آبکاری

16

          2-6-3- مشکلات آبکاری کرم سه ظرفیتی

16

2-7- مکانیزمهای همرسوبی الکتروشیمیایی

17

          2-7-1- مدل کلاسیک گاگلیمی

18

          2-7-2- مدل Celies

21

2- 8- پایداری پراکندگی سیستمهای کلوئیدی

22

          2-8-1- توزیع فیزیکی نانو ذرات با عملیات اولتراسونیک

23

          2-8-2- روش های شیمیایی پراکندگی سیستمهای کلوئیدی

23

2-9- تاثیر نوع جریان آبکاری

27

2-10- تاثیر زمان روشنایی و خاموشی

28

2-11- تاثیر دانسیته جریان

29

2-12- روش های تعیین ذرات پراکنده در پوشش

33

          2-12-1- روش وزنی

33

          2-12-2- روش میکروسکوپی

33

          2-12-3- روش میکروآنالیزورهای پروپ الکترونی

33

          2-12-4- روش طیف نگاری مرتبط با فوتون (PCS)

34

2-13- سایش و مکانیزمهای آن

34

فصل سوم : روش انجام آزمایش

37

3-1- مواد مورد استفاده

38

3-2- وسایل و تجهیزات مورد استفاده جهت آبكاری

39

          3-2-1- منبع جریان

40

3-3- آماده سازی الكترولیت و آبكاری نمونه ها

41

3-4- ارزیابی نمونه ها

44

3-5- نحوه بررسی اثر پارامترهای انتخاب شده بر ریز ساختار و خواص پوشش

45

          3-5-1- بررسی اثر غلظت پخش كننده (SDS)

45

          3-5-2- بررسی اثر افزودنی ساخارین

46

          3-5-3- بررسی اثر دانسیته جریان

46

          3-5-4- بررسی اثر فركانس

47

          3-5-5- بررسی اثر چرخه كاری

47

          3-5-6- بررسی اثر غلظت كاربیدتنگستن

48

فصل چهارم : نتایج و بحث

49

4-1- بررسی اثر افزودنیها بر مورفولوژی پوششهای نانوكامپوزیتیCr-WC

50

         4-1-1- تاثیر سورفكتانت SDS

51

         4-1-2- تاثیر افزودنی ساخارین

56

         4-1-3- تاثیر غلظت ذرات كاربید تنگستن در محلول

59

4-2- بررسی اثر پارامترهای آبکاری پالسی بر مورفولوژی پوششهای نانوکامپوزیتی Cr-WC

61

         4-2-1- تاثیر دانسیته جریان

61

         4-2-2- تاثیر چرخه كاری

65

         4-2-3- تاثیر فركانس پالس

67

4-3- بررسی اثر پارامترهای موثر بر سختی و رفتار سایشی پوششهای نانوكامپوزیتی Cr-WC

70

        4-3-1- تاثیر غلظت ذرات WC در حمام آبکاری

70

        4-3-2- تاثیر غلظت سورفكتانت SDS

73

        4-3-3- تاثیر افزودن ساخارین

75

        4-3-4- تاثیر دانسیته جریان

78

        4-3-5- تاثیر فركانس پالس

81

        4-3-6- تاثیر چرخه كاری

83

فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادها

85

نتیجه گیری

86

پیشنهادها

87

مراجع

88

مراجع فارسی

89

مراجع لاتین

90

چکیده انگلیسی

94

جدول 2-1- درصد حجمی ذراتی که توسط جذب ضعیف و قوی در حین ایجاد پوشش

 کامپوزیتی نیکل-کاربیدسیلسیم به سطح کاتد چسبیده اند

20

جدول 2-2- شرایط پایداری بر حسب پتانسیل زتا

24

جدول 2-3- شرایط گوناگون شفافیت محلول بر حسب پتانسیل غلظت ترساز

26

جدول 3-1- ترکیب و شرایط حمام مورد استفاده برای آبکاری

42

جدول 3-2- تركیب حمام الكتروپولیش

43

جدول 3-3- شرایط انجام آزمایش سایش

45

جدول 3-4- شرایط آبكاری بكار رفته برای بررسی اثر غلظت SDS

46

جدول 3-5- شرایط آبكاری بكار رفته برای بررسی اثر غلظت ساخارین

46

جدول 3-6- شرایط آبكاری بكار رفته برای بررسی اثر دانسیته جریان

46

جدول 3-7- زمان های روشنی و خاموشی در هر فركانس

47

جدول 3-8- شرایط آبکاری بکار رفته برای بررسی اثر فرکانس

47

جدول 3-9- شرایط آبكاری بكار رفته برای بررسی اثر چرخه كاری

48

جدول 3-10- شرایط آبكاری بكار رفته برای بررسی اثر غلظت كاربیدتنگستن

48

شکل 2-1- شماتیکی از سلول آبکاری الکتریکی.

7

شکل 2-2- گروههای مختلف مواد نانوساختار و روشهای مختلف تولید آنها.

11

شکل 2-3- نمودار شماتیک انواع رشد.

13

شکل 2-4- مدل پنج مرحله ای Celis.

22

شکل 2-5- تصویر شماتیک از یک فعال ساز.

25

شکل 2-6- پوششهای نانو نیکل با اعمال دانسیته جریان های مختلف.

30

شکل 2-7- ارتباط دانسیته جریان پوشش دهی و اندازه دانه پوششهای نیکل نانو.

31

شکل 2-8- الگوی پراش تفرق اشعه X پوشش نانو نیکل در دانسیته جریان های مختلف.

32

شکل 3-1- تصویری شماتیک از جریان پالس مربعی و مثلثی.

40

شكل 4-1- تصاویر SEM مورفولوژی سطح پوشش كرم خالص از حمام فاقد افزودنی (5/2=pH، دانسیته جریان8، چرخه کاری %50، فرکانس Hz 10، دما 27 و زمان min 100).

50

شكل 4-2- تصاویر SEM مورفولوژی سطح پوشش كامپوزیتی Cr-WC از حمام فاقد افزودنی (5/2pH=، غلظت ذرات g/lit 10، دانسیته جریان 8، چرخه کاری%50، فرکانس Hz 10 ، دما27 و زمان min 100).

51

شكل 4-3- نحوه عملكرد فعال ساز سطح بر روی جدایش ذرات در حمام.

52

 شكل 4-4- تصاویر SEM مورفولوژی سطح پوششهای كامپوزیتی از حمام با g/lit 1 ساخارین و حاوی             a) صفر، b) 5/.، c) 1، d) 2 گرم بر لیتر SDS (5/2pH=، غلظت ذرات g/lit 10، چرخه كاری %50،         فركانس Hz 10 ، دانسیته جریان 8، دما27 و زمان min 100).

53

شكل 4-5- تاثیر غلظت SDS بر درصد وزنی ذرات كاربیدتنگستن در پوشش Cr-WC (5/2PH=، غلظت ذرات g/lit 10، g/lit 1 ساخارین، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10، دانسیته جریان 8، دما27 و      زمان min 100).

55

شکل 4-6- تصاویر SEM مورفولوژی سطح پوشش نانوكامپوزیتی Cr-WC از حمام حاوی 1 گرم بر لیتر SDS و a) 5/0،  (b1،  (c5/1،  (d3 گرم بر لیتر ساخارین (5/2pH=، غلظت ذرات g/lit 10، چرخه كاری ‌%50، فركانس Hz 10، دانسیته جریان8، دما27 و زمان min 100).

57

شکل 4-7- تاثیر غلظت ساخارین بر درصد وزنی ذرات كاربیدتنگستن در پوششهای Cr-WC (5/2pH=، غلظت ذرات g/lit 10، g/lit SDS 1، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10، دانسیته جریان8، دما27 و    زمان min100).

58

شكل 4-8- تصاویر SEM مورفولوژی سطح پوششهای كامپوزیتی Cr-WC از حمام با g/lit SDS 1،          g/lit1 ساخارین،  (a5،  (b10، c) 20، (d 40 گرم بر لیتر كاربیدتنگستن (5/2pH=، چرخه كاری%50، فركانس Hz 10، دانسیته جریان8، دما27 و زمان min 100).

59

شكل 4-9- تصاویر SEM سطح مقطع پوششهای كامپوزیتی Cr-WC از حمام با g/lit SDS 1، g/lit 1 ساخارین،  (a5،  (b10، (c 20، (d 40 گرم بر لیتر كاربیدتنگستن (5/2pH=، چرخه كاری%50، فركانس Hz 10، دانسیته جریان8، دما27 و زمان min 100).

60

شكل 4-10- تاثیر غلظت کاربیدتنگستن بردرصد وزنی ذرات در پوششهای Cr-WC (5/2pH=، g/lit SDS 1، g/lit 1 ساخارین، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10 ، دانسیته جریان8، دما27 و زمان min 100).

61

شكل 4-11- تصاویر SEM مورفولوژی سطح پوششهای كامپوزیتی Cr-WC از حمام با g/lit SDS 1 و         g/lit 1 ساخارین با دانسیته جریانهای (a 2،  (b8،  (c15 و d) 20 آمپر بر دسیمتر مربع (5/2pH= ،        چرخه كاری %50، فركانس Hz 10، دما27 و زمان min 100).

62

شكل 4-12- تاثیر دانسیته جریان بر درصد وزنی ذرات كاربید تنگستن در پوششهای Cr-WC (5/2pH=، غلظت ذرات g/lit 10، g/lit SDS 1، g/lit 1 ساخارین، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10 ، دما27 و              زمان min 100).

63

شكل 4-13- تصاویر SEM ازمورفورلوژی سطح پوششهای نانوكامپوزیتی Cr-WC از حمام حاوی

 g/lit SDS 1، g/lit 1 ساخارین، درچرخه های كاری a) 30، b) 50، c) 70، d) 90 درصد (5/2pH=،       غلظت ذرات g/lit، 10، فركانس Hz 10، دانسیته جریان8، دما27 و زمان min 100).

65

شكل 4-14- تاثیر چرخه کاری بر درصد وزنی ذرات كاربیدتنگستن در پوششهای Cr-WC (5/2pH=، غلظت ذرات g/lit 10، g/lit SDS 1، g/lit 1 ساخارین، فركانس Hz 10، دانسیته جریان8، دما27 و     زمان min 100).

66

شكل 4-15- تصاویر SEM مورفولوژی سطح پوششهای كامپوزیتی Cr-WC از حمام حاویg/lit SDS  1 وg/lit 1 ساخارین (a 1، (b 10 (c 100،  (d1000 هرتز (5/2pH=، غلظت ذرات g/lit 10، چرخه كاری %50، دانسیته جریان8، دما27 و زمان min 100).

68

شكل 4-16- نمودار تغییرات درصد وزنی كاربیدتنگستن در پوششهای كامپوزیتی Cr-WC برحسب فركانس، در حمام آبکاری با غلظت ذرات g/lit 10، g/lit SDS 1، g/lit 1 ساخارین، 5/2pH=، چرخه كاری %50، دانسیته جریان8، دما27 و زمان min 100.

69

شكل 4-17- نمودار ریز سختی پوشش كرم خالص و پوشش كامپوزیتی Cr-WC برحسب غلظتهای مختلف WC در حمام آبكاری با دانسیته جریان 8، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10، SDS و ساخارین هر      كدام g/lit 1.

70

شكل 4-18- نرخ سایش پوشش كرم خالص و پوشش كامپوزیتی Cr-WC بر حسب غلظتهای مختلف WC در حمام آبكاری با دانسیته جریان 8، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10، SDS و ساخارین هر          کدام g/lit 1.

71

شكل 4-19- تصاویر SEM سطوح سایش پوششهای كامپوزیتی Cr-WC تولید شده در حمامهای حاوی غلظتهای a) 5، b) 10 و c) 40 گرم بر لیتر ذرات WC در آبكاری با دانسیته جریان 8، چرخه كاری %50، فركانس Hz10SDS , و ساخارین هر کدام g/lit 1.

72

شكل 4-20- نمودار ریز سختی پوشش كامپوزیتی Cr-WC بر حسب افزایش غلظت SDS در حمام آبكاری با دانسیته جریان 8، غلظت ذرات gr/lit10، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10، SDS وساخارین هر    کدام g/lit 1.

73

شكل 4-21- نرخ سایش پوششهای كامپوزیتی Cr-WC بر حسب غلظت SDS در حمام آبكاری با دانسیته جریان 8، غلظت ذرات g/lit10، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10 و ساخارین g/lit 1.

74

شكل 4-22- ریزسختی پوششهای كامپوزیتی Cr-WC بر حسب افزایش غلظت ساخارین در حمام آبكاری با دانسیته جریان 8، غلظت ذرات g/lit 10، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10 و SDS g/lit 1.

75

شكل 4-23- نرخ سایش پوششهای كامپوزیتی Cr-WC بر حسب غلظت ساخارین در حمام آبكاری با دانسیته جریان 8، غلظت ذراتgr/lit 10، چرخه كاری %50، فركانس Hz 10 و SDS g/lit 1.

76

شكل 4-24- تصاویر SEM از سطوح سایش پوششهای كامپوزیتی Cr-WC در حمام با غلظتهای a) 5/0،

 b) 1 و c) 3 گرم بر لیتر ساخارین با دانسیته جریان 8، چرخه كاری %50، فركانس Hz10 و        SDS g/lit 1.

78

شكل 4-25- نمودار ریز سختی پوششهای كامپوزیتی Cr-WC بر حسب مقادیر مختلف دانسیته جریان در حمام آبكاری با غلظت ذرات g/lit 10، فركانس Hz 10، چرخه كاری %50، ساخارین و SDS هر کدام g/lit1.

79

شكل 4-26- نرخ سایش پوششهای كامپوزیتی Cr-WC بر حسب دانسیته جریان در حمام آبكاری با غلظت ذرات g/lit 10، ساخارین و  SDSهر کدام g/lit 1، چرخه كاری %50 و فركانس Hz 10.

80

شكل 4-27- تصاویر SEM از سطوح سایش پوششهای كامپوزیتی Cr-WC بر حسب دانسیته جریانهای a) 6،   b) 8 و c) 20 آمپر بر دسیمتر مربع در حمام آبكاری با غلظت ذرات g/lit 10، ساخارین و  SDSهر کدام g/lit 1، چرخه كاری %50 و فركانس Hz 10.

81

شكل 4-28- نمودار ریز سختی پوششهای كامپوزیتی Cr-WC در فركانسهای مختلف در حمام آبكاری با دانسیته جریان8، چرخه كاری %50، غلظت ذرات g/lit 10، ساخارین و SDS هر کدام g/lit 1.

82

شكل 4-29- نرخ سایش پوششهای كامپوزیتی Cr-WC بر حسب فرکانس در حمام آبكاری با دانسیته جریان8، غلظت ذرات g/lit 10، چرخه كاری %50، ساخارین و SDSهر کدامg/lit  1.

82

شكل 4-30- نمودار ریز سختی پوششهای كامپوزیتی Cr-WC در چرخه های کاری مختلف در حمام آبكاری با دانسیته جریان8، غلظت ذرات g/lit 10، چرخه كاری %50، ساخارین و  SDSهر کدامg/lit  1.

83

شكل 4-31- نرخ سایش پوششهای كامپوزیتی Cr-WC بر حسب چرخه کاری در حمام آبكاری با دانسیته جریان8، غلظت ذرات g/lit 10، فركانس Hz 10، ساخارین و SDS هرکدام g/lit 1.

84