عل م ي م ىذسی سطح 27-39)1396(31 متغیز ای تأثیز آبکاری پالسی ریشساختار بز ي خ اص پ ضص واو کامپ سیتی Cu-TiO 2 فائش خزاضادیشاد سعیذ رستگاری حسه ثقفیان دا ىذ ه ذػی ه اد هتال سطی دا گا ػلن ك ؼت ایشاى -94/11/26 پذیزش مقال : )95/09/21 رسات ( دریافت مقال چکیذ TiO 2 تا ا ذاص هیا گیي Cu-TiO 2 ت س ؽ آتىاسی پالؼی تا اػتفاد اص هحل ل ػ لفات هغ حا ی ا رسات دس تحمیك حاضش پ ؿؾ واهپ صیتی 20 nm ت هذت 60 دلیم دس دهای اتاق س ی صیشالی ف الدی ایداد ؿذ تاثیش پاساهتش ای فشوا غ چگالی خشیاى هت ػط تش سیضػاختاس همذاس وشیؼتالی TiO 2 ه خ د دس پ ؿؾ تا اػتفاد اص هیىش ػى ج الىتش ی س تی (SEM) آ الیض EDS ه سد تشسػی لشاس گشفت. ا ذاص دا ای ت ووه آ الیض پشاؽ اؿؼ ایىغ( XRD ) ساتط ؿشس هحاػث ؿذ. هیىش ػختی پ ؿؾ ا تا اػتفاد اص دػتگا هیىش ػختیػ ح یىشص ا ذاص گیشی ؿذ. هما هت ت خ سدگی پ ؿؾ ا یض ت س ؽ پالسیضاػی ى پتا ؼی اػتاتیه تؼییي ؿذ. ؿشایط ت ی اص مط ظش همذاس رسات ن سػ ب ؿذ دس پ ؿؾ هیىش ػختی تؼییي ؿذ. تایح اى داد و پ ؿؾ واهپ صیتی Cu-TiO 2 ت لیذ ؿذ دس فشوا غ 20 Hz چگالی خشیاى هت ػط 2A/dm 2 ت ػ اى پ ؿؾ ت لیذ ؿذ دس ؿشایط ت ی داسای%. wt 1/9 ا رسات TiO ا ذاص دا وشیؼتالی 27nm هیىش ػختی 180HV شخ 2 خ سدگی 0 ت د. 56/ mpy ياص ای کلیذی: پ ؿؾ واهپ صیتی Cu-TiO 2 آتىاسی الىتشیىی خشیاى پالؼی فشوا غ چگالی خشیاى هت ػط. The Effect of Pulse Plating Parameters on The Microstructure and Properties of Cu-TiO 2 Nanocomposite Coating Faezeh Khorashadizadeh, Saeed Rastegari, Hasan Saghafian.Department of Metallurgy and Materials Engineering, Iran University of Science and Technology, (Received 10 Feb 2016, accepted 11 Dec 2016) Abstract In this study, Cu-TiO 2 nanocomposite coatings were electrodeposited from a copper sulfate bath containing dispersed TiO 2 particles of 20 nm mean size. These coatings were prepared under pulse current condition on steel substrate in room temperature. The influence of pulse frequency and average current density on the microstructure and incorporation of TiO 2 nanoparticles in coating were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and (EDS) analysis. The crystallite size of the coatings calculated from the x-ray diffraction patterns using the Scherrer equation. Micro hardness of the coatings was assessed using a Vickers micro-indenter. Performance of the coatings was investigated by the potentiostatic polarization method. Process parameters were optimized with respect to TiO 2 content of the composite coating and micro hardness. The optimized pulse frequency and average current density were 20 Hz and 2 A/dm 2 respectively. The amount of TiO 2 particles incorporated into the coating that were produced under the optimum plating conditions was 1.9 wt. %; also, the crystallite size of this coating was 27 nm, the micro-hardness was 180 Hv and the corrosion rate was 0.56 mpy. Keywords: Cu-TiO 2 nanocomposite coating, Electrodeposition, Pulse current, Pulse frequency, Average current density. E-mail of corresponding author: rastegari@iust.ac.ir.
28 رستگاری ي مکاران تاثیز متغیز ای آبکاری پالسی بز ریشساختار ي خ اص پ ضص واو کامپ سیتی عل م ي م ىذسی سطح 1396(31 ( خ اف پ ؿؾ ای واهپ صیتی ت ث د پیذا هیو دذ. هطداتك تحمید ك د ای ا دددام گشفتد افد ض دى رسات TiO 2 تدد پ ؿؾ ای صهی فلضی هختلف ه خة ت ث د سیضػداختاس خ اف ایي پ ؿؾ ا هیؿ د. 12 13 14 15[. وچ یي افض دى رسات تا ػایض ا خ اف ت تشی ؼثت ت افض دى رسات تا ػایض هیىش ت پ ؿؾ هید ذ 16[. ت داتشایي تدا ت خ ت ه اسد روشؿدذ دس ایدي پدظ ؾ تحمیدك س ی ت لیذ پ ؿؾ ا واهپ صیتی Cu-TiO 2 تد س ؽ آتىداسی پالؼی تا ت صیدغ ه اػدة دا رسات دس صهی د هؼدی س ی صیشالی ف الد ون وشتي ت ه ظ س ت ث د خ اف آى ا ددام ؿذ اثش پاساهتش ای فشوا غ چگالی خشیاى هت ػط تش پ ؿدؾ ا ود اهپ صیتی Cu-TiO 2 هد سد تشسػد ی لد شاس گشفت. م اد ي ريش تحقیق تشای ا دام ػولیات پ ؿؾد ی الىتشیىی اص و ایی تا اتؼاد ت س ؽ سػ بد ی 40 30 2 هیلی هتش اص خ غ ف الد ون وشتي ت ػ اى واتذ سل ای هغ تا %99 ت ضخاهت خل ف 0/6 هیلی هتش هؼاحتی د تشاتش واتذ ت ػ اى آ ذ اػتفاد ؿذ. هخلات پ دس TiO 2 ه سد اػتفاد تا ام تداسی دگ ػا (P25) ػاخت و س آلواى دس آ سد ؿذ اػت. جذيل 1. هخلات ا رسات.TiO 2 خل ف هیا گیي ا ذاص رسات ػطح یظ چگالی < %99 20nm 10-45 m 2 /g 0/46 g/cm 3 تشای آهاد ػاصی ػطح لثخ اص فشآی ذ آتىاسی س ی ػطح سل ای ف الدی ػ ثاد واستیذ ػولیات ػ ثاد ص ی تا اػتفاد اص واغز ػیلیؼین تا هؾ 1500 تا 100 ؿذ.ػپغ صیشالی ت ه ظ س چشتیصدایی دس هحل ل ا دام wt.%) NaOH دس دهای (10 70ºC ت هذت 15 دلیم گ ذاسی ؿذ پغ اص ؿؼت تا آب همطش ت هذت 1 دلیم دس مقذم لطؼات ك ؼتی و اس دس هؼشم هحیط ای خ س دذ یش ای پیچیذ هىا یىی دهایی ػایی غیش ؼدت ذ و ت یظ دس ػطح آ ا ظا ش هیؿ ذ. تشای خل گیشی اص ػی تی ها ذ ػایؾ خ سدگی خؼدتگی یدا ؿىؼدت دس ػطح لطؼات اص پ ؿؾ اػدتفاد هدیگدشدد 1[. اهدش ص پ ؿؾ ای واهپ صیتی تد دلیدخ خد اف تشتشؿداى ظیدش هما هت ت خ سدگی هما هدت تد ػدایؾ ػدختی تداال ه سد ت خ لشاس گشفت ا ذ. س ؽ ای هتفا تی تشای ت لیذ پ ؿؾ ای واهپ صیتی صهی د فلدضی هد سد اػدتفاد لدشاس گشفت اػت و دس تیي ایي س ؽ دا آتىداسی الىتشیىدی هضایایی ها ذ ت صیغ یى اخت رسات ػولىدشد دس دهدای ون ػشػت ت لیذ تاال ػذم هحذ دیت دس ؿىخ ا ذاص ػذم یاص ت تد یضات ك ؼتی وا ؾ تلفات سا ؼثت ت دیگش س ؽ ا داسد 2[. تشای ت لیذ پ ؿؾ ای وداهپ صیتی تا س ؽ آتىاسی الىتشیىی ی ى ای فلضی احیدا ؿدذ تد ط س وضهداى تدا رسات ػدشاهیىی یدا آلدی س ی صیشالید سػد ب هدیو دذ ه ددش تد تدش ص خد اف یدظ ای هیؿ ذ 3 2[. پ ؿؾ ای هؼی ت دلیخ داؿتي خد اف هطلد ب ها دذ ددذایت الىتشیىددی حشاستددی ػددالی ؿددىخپددزیشی )چىدؾخد اسیخ خد ب هما هدت ه اػدة دس تشاتد ش خ سدگی واستشد ای صیادی داس ذ. پ ؿؾ هدغ تد طد س ػیغ ت ػ اى صیشالی دس ػیؼتن ای چ ذ الی پ ؿدؾ هحافظ پ ؿؾ ها غ وشتي دس ػولیات وشتيد ی پ ؿؾ ادی حشاست... ت واس هیس د 4[. دس ػیي حال ػختی هما هت ت ػدایؾ اػدتحىام ودی ایدي پ ؿدؾ دا ضؼیف اػت هحمماى تا ت لیذ پ ؿدؾ دای وداهپ صیتی صهی هؼی تا افض دى رسات هختلف ها ذ 5 6 7[ Si 3 N 4 ]11 SiO 2 ]10 CeO 2 ]9 Al 2 O 3 ]8 SiC ػؼی دس ت ث د خ اف ت ػؼ ح ص وداستشدی ایدي پ ؿدؾ دا داس ذ. تؼت ت ع خد اف رسات ؿدشایط آتىداسی
رستگاری ي مکاران تاثیز متغیز ای آبکاری پالسی بز ریشساختار ي خ اص پ ضص واو کامپ سیتی عل م ي م ىذسی سطح 1396(31 ( 29 هحل ل HCl (10 vol.%) حا ی همذاسی هوا ؼت و ذ خ سدگی ولش س آ تیو اى اػیذؿ یی ؿذ. تشای آهاد ػاصی هحل ل آتىاسی ت حوام ػ لفات هغ تا تشویة روش ؿذ دس خذ ل 0/01 ػاهخ فؼال ػاص ػطح ػذین د g/l 2 دػیخ ػ لفات ا رسات (SDS) TiO 2 آلتشاػ یه ت هذت ت ه ظ س خل گیشی اص آگل هش ؿذى اضاف ؿذ. ػپغ دس حیي اػوال اه اج 5 دلیم 15 ا رسات g/l ت TiO 2 آساهی ت هحل ل ػ لفات هغ اضاف ؿذ. دس ایت هحل ل حا ی ا رسات ت هذت 24 ػاػت ت ػط وضى هىا یىی تا ؿؼاع پش اcm واهال یى اخت ؿ د. 3 تا ػشػت 400rpm ن صد ؿذ تا جذيل 2. تشویة حوام آتىاسی ػ لفات هغ. اجشا الکتزيلیت تزکیب g/l 150 ػ لفات هغ ) 4 (CuSO اػیذ ػ لف سیه ) 4 (H 2 SO 30 پیؾ اص هشحل پ ؿؾ د دی اكدلی یده هشحلد پدیؾ آتىاسی تا خشیاى هؼتمین ت هذت 2 دلیم دس دهدای اتداق دس دا ؼدیت خشیداى واتدذی 200 تالطدن rpm 1A/dm 2 ا دام ؿذ. تشویة هحل ل پیؾ آتىاسی 17[ دس خدذ ل 3 اسای ؿذ اػت. جذيل 3. تشویة حوام پیؾ آتىاسی. اجشا ػیا یذ هغ (CuCN) ػیا یذ ػذین (NaCN) تزکیب الکتزيلیت g/l 25 40 3 ػ د (NaOH( تؼذ اص ایي هشحل لطؼات دس هحل ل (10wt.%)H 2 SO 4 ت هذت د دلیم ؿؼدت ؿدذ پدغ اص آى تحدت ػولیدات آتىاسی تا خشیاى پالؼی دس هحل ل ػ لفات هدغ حدا ی ا رسات گشفت. TiO 2 تا ؿشایط رودش ؿدذ دس خدذ ل 4 لدشاس جذيل 4. ؿشایط حوام آتىاسی ػ لفات هغ. دها ) ºCخ ػشػت ن صدى( rpm ) ػیىخ واسی )%خ صهاى )دلیم خ ضزایط ثابت آبکاری دهای اتاق ) 25 خ 400 40 60 0/5 ph فشوا غ (Hz) چگالی خشیاى( (A/dm 2 ؿشایط هتغیش آتىاسی 2-20-200-2000 1-2-3-4 تد ه ظد س تشسػدی هیىش ػدى پی پ ؿدؾ دا حود س د ا رسات TiO 2 ت صیدغ آى دس ػددطح ػد طح همطددغ پ ؿؾ اص هیىش ػى ج الىتش ی گؼیخ هیذا ی FESEM ت ه ظ س تشسػی ه سف ل طی ػدطح پ ؿدؾ دسكدذ ص ی ا رسات TiOاص 2 هیىش ػى ج الىتش دی س تدی (VEGA.TESCAN) (EDS) آ الیض س طیف ػ ح تفىیه ا دشطی اػتفاد ؿذ. ا ذاص دا ای وشیؼتالی پ ؿؾ ا ت ووده آ دالیض پدشاؽ اؿدؼ ایىدغ( XRD ) ساتطد ؿدشس هحاػث ؿذ.ا ذاص گیشی هیىش ػختی پ ؿؾ ا دس ػطح همطددغ پ ؿددؾ تددا اػددتفاد اص هیىش ػددختی ػدد ح SCTMC,MHV-1000Z تا تاس 25 گدشم صهداى 15 ثا ید ا دددام گشفددت.خ اف خدد سدگی پ ؿددؾ تدد س ؽ پالسیضاػددی ى پتا ؼی اػددتاتیه تددا اػددتفاد اص هحلدد ل % 3/5 ص ی گشفت. وتایج ي بحث NaCl بزرسی ریشساختار هطاتك ؿىخ دس دهای هحدیط هد سد تشسػدی لدشاس 1 -الف پ ؿؾ واهپ صیتی داسای Cu-TiO 2 فلخ هتشوی كاف یى اخت تا صیشالی اػت ػاسی اص حفش تشن اػت. ضخاهت پ ؿؾ ت ط س هیا گیي 60μm حذ د پ ؿؾ دس ؿىخ اػت. حو س ا رسات دس ػطح همطغ 1- ب اى د ذ ایي اػت و
30 رستگاری ي مکاران تاثیز متغیز ای آبکاری پالسی بز ریشساختار ي خ اص پ ضص واو کامپ سیتی عل م ي م ىذسی سطح 1396(31 ( ا رسات TiOػال 2 تش ػطح پ ؿؾ دس ػوك ای هختلفی اص پ ؿؾ یض حو س داس ذ اص ت صیغ ه اػثی دس ػطح همطغ پ ؿؾ واهپ صیتی تشخ سداس ؼت ذ. تل یش هیىش ػى پی TiOدس 2 ؿىخ 2 FESEM ػطح پ ؿؾ ا واهپ صیتی Cu- آ سد ؿذ اػت. ػطح پ ؿؾ حاكخ ؿاهخ دا ای هغ اػت و ا رسات TiOدس ى 2 آى پخؾ ؿذ ا ذ. تا ت خ ت ؿىخ 3 ب- و ت صیغ ػ لش تیتا ی م سا تا اػتفاد اص آ الیض map TiO 2 اى هید ذ ا رسات ت صیغ ه اػثی دس ػطح پ ؿؾ ا واهپ صیتی داس ذ. ؿىخ 3 -ج آ الیض EDS اص ػطح پ ؿؾ واهپ صیتی EDS اى هید ذ. تا ت خ ت تید آ الیض Cu-TiOسا 2 خ د ػ لش تیتا ی م (Ti) دس تشویة پ ؿؾ اى اص حو س رسات TiO 2 دس پ ؿؾ اػت. ضکل 1. الفخ تل یش FESEM ػطح همطغ پ ؿؾ واهپ صیتی Cu-TiO 2 دس فشوا غ پالغHz 02 چگالی خشیاى 2 A/dm 2 تضسگ واییx 1000 بخ تضسگ وایی 50000x. ضکل 2. تل یش FESEM ػطح پ ؿؾ واهپ صیتی دس تضسگ وایی 80000x. 20 Hz فشوا غ پالغ 2 ایداد ؿذ دسچگالی خشیاى A/dm 2 Cu-TiO 2
رستگاری ي مکاران تاثیز متغیز ای آبکاری پالسی بز ریشساختار ي خ اص پ ضص واو کامپ سیتی عل م ي م ىذسی سطح 1396(31 ( 31 ضکل 3. الفخ تل یش SEM(BSE) بخ ت صیغ ػ لش تیتا ی م جخ آ الیض EDS اص یه احی اص ػطح پ ؿؾ Cu-TiO 2 ایداد ؿذ دس فشوا غ پالغ 20 Hz چگالی خشیاى هت ػط.2 A/dm 2 ؿدىخ 4 تد اثیش فشود ا غ تدش ه سف لد طی پ ؿددؾ د ای واهپ صیتی Cu-TiO 2 سا اى هید ذ. تا افضایؾ فشوا غ صهاى ت ا ب اػوال پالغ ودا ؾ پیدذا هدیو دذ ت داتشایي خ ا ایی و دس ط ل صهاى س ؿ ایی اػوال خشیاى ایداد ؿذ ا ذ تا سػیذى ت صهاى خاه ؿی صهاى وافی تشای سؿذ پیذا ویو ذ ه سف ل طی پ ؿؾ تا افدضایؾ فشودا غ سیضتش یى اختتش هدیؿد د. ؿدىخ 5 ود داس حود س ا رسات TiO 2 سا ؼثت ت فشوا غ داى هدید دذ. دس فشوا غ 2 Hz صهاى اػوال خشیداى تاالػدت دس صهداى س ؿي شخ احیای ی ى ای فلضی دس همایؼ تا ید ى دای خزب ؿذ س ی رسات تیتا یا تاالػت ػال تدش ایدي دس صهاى خداه ؽ طد ال ی اهىداى خذاؿدذى رساتدی ود تد ك ست ضؼیف خزب واتذ ؿذ ذ خد د داسد. ت داتشایي همدذاس رسات ه خد د دس پ ؿدؾ ود اهپ صیتی Cu-TiO 2 ت لیذ ؿذ دس فشوا غ 20 Hz ؼدثت تد پ ؿدؾ ت لیدذ ؿذ دس فشوا غ 2 Hz تیتش اػت. دس فشوا غ ای تاالتش اص 20 Hz تا افضایؾ فشوا غ حو س ا رسات TiO 2 دس پ ؿؾ ون هیؿ د دلیخ ایي اهش هدیت ا دذ ایدي ه ضد ع تاؿذ و تا افضایؾ فشوا غ دس اثش ودا ؾ صهداى س ؿدي احتواال احیا ی ى دای خدزب ؿدذ تد ػدطح رسات تد ك ست الق ك ست هیگیشد حو س ا رسات TiO 2 دس پ ؿؾ ون هیؿ د. اص طشفی تا افضایؾ فشوا غ هوىي اػت ؿیة غلطتی رسات TiO 2 دس ضدیىی واتذ ت دلیدخ وا ؾ صهاى خاه ؽ اص تیي ش د همدذاس حود س رسات دس پ ؿؾ ون هیؿ د 12[.
TiO 2 (wt%) 32 رستگاری ي مکاران تاثیز متغیز ای آبکاری پالسی بز ریشساختار ي خ اص پ ضص واو کامپ سیتی عل م ي م ىذسی سطح 1396(31 ( ضکل 4. تلا یش ( SEM الىتش ى ثا ی خ ػطح پ ؿؾ ای ایداد ؿذ دس چگالی خشیاى 2A/dm 2 فشوا غ: الفخHz 2 بخ 20 Hz جخ 200 دخ Hz.2000 Hz 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 1 2 3 4 log f (Hz) ضکل 5. و داس حو س ا رسات TiO 2 تش حؼة فشوا غ دسچگالی خشیاى.2A/dm 2 ؿدىخ 6 تداثیش چگدالی خشیداى هت ػدط تدش ه سف لد طی پ ؿؾ ای وداهپ صیتی Cu-TiO 2 سا داى هدید دذ. تدا افضایؾ چگالی خشیاى دشخ سػد ب فلدض افدضایؾ پیدذا هیو ذ ه سف ل طی خي هیؿ د.
رستگاری ي مکاران تاثیز متغیز ای آبکاری پالسی بز ریشساختار ي خ اص پ ضص واو کامپ سیتی عل م ي م ىذسی سطح 1396(31 ( 33 ضکل 6. تلا یش 4. چگالی خشیاى الفخ 1 بخ 2 جخ 3 دخ A/dm 2 الىتش ى ثا ی خ ػطح پ ؿؾ ای ایداد ؿذ دس فشوا غ 20Hz ( SEM رسات سا ت دام تی ذاص ذ خزب ل ی رسات اتفاق هیافتذ 5 18[ حودد س رسات TiO 2 دس پ ؿددؾ دس چگددالی خشیاى 2 A/dm 2 هطاتك ؿدىخ 7 تد یده همدذاس تیدی هیسػذ. تا افدضایؾ چگدالی خشیداى تد 4 A/dm 2 3 اص آ دایی و حشن ی ى ای آصاد آػاىتش اص ی ى ای دسگیش دس اطشاف رسات اػدت ػدشػت حشودت ید ى دای آصاد ه خ د دس الىتش لیت اص ی ى ای خزب ؿدذ تدش ػدطح رسات تیتش هیؿ د احیای ی ى ای فلدضی تدا ػدشػت تاالتشی ا دام هیؿ د. ت اتشایي نسػ تی رسات تا افضایؾ چگالی خشیداى تد 3 4 A/dm 2 هطاتك ؿىخ 7 وا ؾ هییاتذ. ؿىخ 7 و داس همذاس ا رسات TiO 2 نسػ ب ؿذ دس پ ؿؾ سا تش حؼة چگدالی خشیداى داى هدید دذ. دس چگالی خشیاى پاییي طثك هذل گاگلیلوی هشحلد ا ل ود خزب ضؼیف رسات ت واتذ ام داسد ا دام هیؿ د لدی هشحل د م و خزب ل ی رسات اػدت تد دلیدخ پداییي ت دى چگالی خشیاى تا آ ؼتگی ا دام هیؿ د رسات لثخ اص خزب ل ی احاط ؿذى ت ػط دا ای هغ دس اثش تالطن ه خ د دس هحل ل اص ػطح واتدذ خدذا هدیؿد ذ. افضایؾ چگالی خشیاى ػشػت سؿذ احیای ی ى ای آصاد هغ سؿذ سػ ب فلضی سا افضایؾ هید ذ الی ای دس حال سؿذ سػ ب هغ صهی د ت ا دایی ایدي سا داس دذ ود
TiO2 (wt%) 34 رستگاری ي مکاران تاثیز متغیز ای آبکاری پالسی بز ریشساختار ي خ اص پ ضص واو کامپ سیتی عل م ي م ىذسی سطح 1396(31 ( 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 1 2 3 4 5 چگالی جریان متوسط (A/dm2) ضکل 7. و داس حو س ا رسات TiO 2 تش حؼة چگالی خشیاى دس فشوا غ 20 شتض. آوالیش XRD تایح آ الیض پشاؽ اؿؼ ایىغ پ ؿدؾ دای ت لیدذ ؿدذ دسفشوا غ چگالی خشیداى هتفدا ت دس ؿدىخ 8 آ سد ؿذ اػت. تا ت خ ت تایح الگ ای پشاؽ اؿؼ ایىغ پیه ای فاص تىیخ د ذ پ ؿؾ تدا ػد پیده اكدلی هشت ط ت واست هغ FCC(JCPDS-04-0836) دنخد ا ی داسد. پیه ای ه خ د دس الگ ی XRD كفحات ) 111 خ ) 200 خ ) 220 خ سا اى هید ذ. پیده هشتد ط تد فداص TiO 2 ت دلیخ حؼاػیت ون آ الیض XRD ت همادیش صیش 5 دسكذ لاتخ ها ذ یؼت. تا ت خ ت ؿىخ 9 -الف ت ط س ولی تا وا ؾ فشوا غ صهاى اػودال پدالغ افدضایؾ هییاتذ تا افدضایؾ صهداى س ؿدي تدا سػدیذى تد صهداى خاه ؽ فشكت سؿذ پیذا هدیو دذ ا دذاص دا د دای وشیؼتالی افضایؾ پیذا هیو ذ. الصم ت روش اػت تا وا ؾ فشودا غ اص 200 Hz تد 20 Hz افدضایؾ چ دذا ی دس ا ذاص دا ای وشیؼتالی دیذ ویؿ د صیشا هطاتك ؿىخ 5 تید تشیي همد ذاس رسات TiOدس 2 پ ؿددؾ ت لیددذی دس فشوا غ 20Hz خ د داسد افدضایؾ حود س رسات دس پ ؿؾ ت ػ اى هىاى ای خ ا صایی ػوخ هیو ذ ها غ افضایؾ ا ذاص دا ای وشیؼتالی هیؿ د رسات TiO 2 و دس صهی هؼی پخؾ ؿذ ا ذ اص سؿذ دا ای هغ صهی خل گیشی هیو ذ اص طشفی رسات ت ػ اى هىداى دای خ ا ص ی ػوخ هیو ذ ه خة وا ؾ ا ذاص دا ای وشیؼتالی هغ صهی هیؿ ذ 13 19[. هطاتك ؿىخ 9 ب- ت ط س ولی تا افضایؾ چگدالی خشیداى دشخ خ ا د ص دی افضایؾ هییاتذ ا ذاص دا ای وشیؼتالی وا ؾ هییاتذ الثت تا افضایؾ چگالی خشیاى اص 2 ت 3 A/dm 2 ت دلیدخ وا ؾ حو س رسات تیتا یا دس پ ؿؾ وا ؾ چ ذا ی دس ا ذاص دا ای وشیؼتالی دیذ ویؿ د.
رستگاری ي مکاران تاثیز متغیز ای آبکاری پالسی بز ریشساختار ي خ اص پ ضص واو کامپ سیتی عل م ي م ىذسی سطح 1396(31 ( 35 ضکل 8. الگ ی XRD پ ؿؾ ای واهپ صیتی Cu-TiO 2 ت لیذ ؿذ دس الفخ فشوا غ ای هختلف دس چگالی خشیاى 2 A/dm 2 بخ چگالی خشیاى ای هختلف دس فشوا غ.20Hz ضکل 9. و داس ا ذاص دا ای وشیؼتالی پ ؿؾ واهپ صیتی Cu-TiO 2 تش حؼة الفخ فشوا غ هتفا ت دس چگالی خشیاى 2 A/dm 2 جخچگالی خشیاى هت ػط هتفا ت دس فشوا غ 20. Hz
فلا- ب- 36 رستگاری ي مکاران تاثیز متغیز ای آبکاری پالسی بز ریشساختار ي خ اص پ ضص واو کامپ سیتی عل م ي م ىذسی سطح 1396(31 ( میکزيسختی 2000Hz وا ؾ ؿىخ 10 هیىش ػختی پ ؿؾ ای ت لیذی دس فشوا غ ت ا رسات تیتا یا تش وا ؾ ا ذاص چگالی خشیاى هت ػط هتفا ت سا اى هید ذ. تا افضایؾ دا ای وشیؼتالی غلث هیو ذ هیىش ػختی وا ؾ 10 20 Hz فشوا غ اص 2 ت هطاتك ؿىخ هییاتذ. هیىش ػختی افضایؾ هییاتذ صیشا افضایؾ فشوا غ ه خة تا ت خ ت ؿىخ 10 اص 1 خشیاى چگالی افضایؾ تا وا ؾ ا ذاص دا ای وشیؼتالی ت د ثال آى وا ؾ ت 2 2A/dm هیىش ػختی افضایؾ هییاتذ. ایي اهش ت دلیخ ا ذاص دا افضایؾ هشصدا ا هیؿ د حشوت اتدایی ا سا تا هىخ ه اخ هیو ذ. اص طشفی تا افضایؾ افضایؾ حو س رسات TiO 2 دس داخخ صهی هؼی خل گیشی اص حشوت اتدایی ا وچ یي وا ؾ ا ذاص فشوا غ اص 2 ت 20 Hz همذاس رسات ه خ د دس پ ؿؾ دا ای وشیؼتالی ت د ثال آى وا ؾ ا ذاص دا دس اثش ت همذاس صیادی افضایؾ پیذا هیو ذ. افضایؾ حو س تاال سفتي چگالی خشیاى اػت. دس اداه تا افضایؾ چگالی خشیاى هت ػط ت 4 A/dm 2 3 هطاتك ؿىخ 10 ب- حو س ا رسات TiO 2 دس پ ؿؾ وا ؾ پیذا هیو ذ ایي اهش ه خة وا ؾ شخ خ ا ص ی افضایؾ سؿذ دا هیؿ د هیىش ػختی وا ؾ پیذا هیو ذ 20[. ا رسات ػخت TiO 2 ف اكخ تیي آى ا سا ون هیو ذ اص حشوت اتدایی ا خل گیشی هیو ذ تا افضایؾ فشوا غ اص 20 ت 2Hz Hz هیىش ػختی اص 134 ت 180HV سػیذ اػت. دس اداه تا افضایؾ فشوا غ اص 20 ضکل 10. و داس هیىش ػختی پ ؿؾ ای واهپ صیتی Cu-TiO 2 الفخ تشحؼة فشوا غ دس چگالی خشیاى هت ػط 2A/dm 2 بخ تش حؼة چگالی خشیاى هت ػط دس فشوا غ.20Hz مقايمت ب خ ردگی ؿىخ 11 ه ح ی ای پالسیضاػی ى پ ؿؾ هغ خدالق پ ؿؾ ای واهپ صیتی Cu-TiO 2 تا دسكذ ص ی هتفدا ت ا رسات TiO 2 نسػ ب ؿذ دس صهی هؼدی سا داى هید ذ. دس تیي ایي ػ پ ؿؾ تا ت خ ت داد ای خذ ل 4 پاییيتشیي خشیاى خ سدگی ت تشتیة هشت ط ت پ ؿؾ واهپ صیتی حا ی 1/9 دسكذ ص ی TiO 2 ػپغ پ ؿدؾ واهپ صیتی حا ی 1/2 دسكدذ ص دی TiO 2 دس ایدت پ ؿؾ هغ خالق اػت. ایي تایح اى د ذ ایي اػت و ػال تش ت ث د هیىش ػختی پ ؿدؾ دای وداهپ صیتی ؼثت ت پ ؿؾ هغ خالق هما هت ت خد سدگی ایدي پ ؿؾ ا وا ؾ یافت اػت.
رستگاری ي مکاران تاثیز متغیز ای آبکاری پالسی بز ریشساختار ي خ اص پ ضص واو کامپ سیتی عل م ي م ىذسی سطح 1396(31 ( 37 ضکل 11. ه ح ی پالسیضاػی ى پ ؿؾ هغ خالق پ ؿؾ Cu-TiO 2 دس هحل ل 3/5 دسكذ وه طؼام. جذيل 4. تایح حاكخ اص آصه ى خ سدگی پ ؿؾ ای ه سد تشسػی آصه ى خ سدگی. تشویة پ ؿؾ پ ؿؾ هغ خالق TiO 2 پ ؿؾ هغ- 1/2 دسكذ ص ی TiO 2 پ ؿؾ هغ- 1/9 دسكذ ص ی - 0/421-0/334-0/305 E corr (v) -5 4 /88*10-4 1 /54*10-4 2 /75*10 I corr (A/cm 2 ) 0 /263 0 /229 0 /230 b a (V/dec) 1 /084 0 /852 0 /798 b c (V/dec) 0 /56 1 /78 3 /18 C.R (mpy) تا ت خ ت تایح اسای ؿذ دس ؿىخ 12 تا افضایؾ حو س رسات ػشاهیىی TiO 2 هما هت ت خ سدگی تاالیی داس ذ ا رسات TiO 2 دس پ ؿؾ شخ خ سدگی ودا ؾ یافتد تا س د پشاو ذ ؿذى آى ا دس پ ؿؾ ػطحی اص صهی اػدت. ساهالی گدام وىداسا ؾ دس تحمیمداى تدش س ی پ ؿؾ هغ خالق پ ؿؾ واهپ صیتی Cu-TiO 2 ت لیذ ؿذ ت س ؽ آتىاسی هؼدتمین تدایح هدات ی دس هد سد ح ی اثش رسات ه خ د دس پ ؿؾ تش هما هت خ سدگی دشخ خد سدگی گدضاسؽ ودشد ا دذ 14[. هما هدت تد و دس توداع تدا هحدیط خ س دذ لدشاس هدیگیش دذ ودن هیؿ د 9 1[. ػال تش ایي رسات خ ثی TiO 2 هیت ا ذ ت ػ اى ها ؼی دس تشاتش ایداد گؼتشؽ ػی ب اؿی اص خ سدگی ػوخ و دذ هما هدت تد خد سدگی سا ت ثد د تخ ذ 15 21 9[. خ سدگی تا افدضایؾ حود س رسات دس پ ؿدؾ افدضایؾ هییاتذ و ایي اهش هیت ا ذ دالیدخ هتفدا ت داؿدت تاؿدذ.
نرخ خوردگی (mpy) 38 رستگاری ي مکاران تاثیز متغیز ای آبکاری پالسی بز ریشساختار ي خ اص پ ضص واو کامپ سیتی عل م ي م ىذسی سطح 1396(31 ( 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 درصد وزنی ذرات TiO 2 موجود در پوشش (Wt%) ضکل 12. و داس شخ خ سدگی تش حؼة حو س ا رسات TiO 2 ه خ د دس پ ؿؾ. particles of different sizes, Surface & coating Technology, 201) 2006 ( 3510-3517 2. C.T.J.Low, R.G.A.Wills,F.C.Walsh, Electrodeposition of composite coatings containing nanoparticles in a metal deposit, Surface & Coatings Technology, 201 ) 2006 (371-383. 3. N. Kanani, Electroplating-Basic principles, Process and Practice, Elsevier Advanced Technlogy, (2004) 142-143. 4. Y. L.wang, Y.Z.Wan, S.M.Zhao, H.M.Tao, X.H.Dong, Electrodeposition and characterization of Al2O3-Cu(Sn),CaF2- Cu(Sn) and talc-cu(sn) electrocomposite coatings, Surface and coatings Technology, 106(1998)162-166. 5. M.Eslami, F.Golestani-Fard, H. Saghafian, A. Robin, Study on tribological behaviour of electrodeposited Cu-Si3N4 composite coatings, Materials and Design, 58(2013) 557-569. 6. M.Eslami, H.Saghafian, F.Golestani-Fard, A.Robin, Effect of electrodeposition conditions on the propertiesof Cu-Si3N4 composite coatings, Applied surface science, 300 (2013) 129-140. 7. A.Robin, C. d. Santana, A. F. Sartori, Coelectrodeposition and characterization of Cu Si3N4 composite coatings, Surface & Coatings Technology, 205 (2011) 4596-4601. 8. Zh.Jianhua, Li.Lei, Zh.Haijun, Sh.Bin, H.Wenbin, Microstructure and performance of electroformed Cu/nano-SiC composite, Materials and Design, 28 (2007) 1958-1962. 9. S. A.Allahkaram, S. Golroh, M. Mohammadalipour, Properties of Al2O3 nano- وتیج گیزی تا ت خ ت تایح ت دػت آهذ هیت اى اظ اس داؿت و دس ایي تحمیك: 1- تا افضایؾ فشوا غ ه سف ل طی سیضتش یى اختتدش ؿذ پ ؿؾ ت لیذی دس فشودا غ 20Hz داسای تداالتشیي همذاس رسات TiO 2 دس پ ؿؾ تاالتشیي هیىش ػختی ت د. 2- افضایؾ چگالی خشیاى ه خة خي ؿذى ه سف ل طی 2 داسای تداالتشیي پ ؿؾ ؿذ چگالی خشیداى A/dm 2 حو س رسات TiO 2 ت د. دس پ ؿدؾ تداالتشیي هیىش ػدختی 3- دس تشسػی هما هت ت خ سدگی پ ؿؾ ا واهپ صیتی ستثد ا ل پ ؿدؾ ا ود اهپ صیتی- Cu Cu-1.9Wt%TiO 2 1.2Wt%TiOستث 2 د م پ ؿؾ هغ خالق ستثد ػد م سا اص مط ظش هما هت ت خ سدگی داسا ت د. مزاجع 1. T. Lampke, A. leopold, D. Dietrich, G. Alisch, B. Wielage, correlation between structure and corrosion behavior Nickel dispersion coating containing ceramic
رستگاری ي مکاران تاثیز متغیز ای آبکاری پالسی بز ریشساختار ي خ اص پ ضص واو کامپ سیتی عل م ي م ىذسی سطح 1396(31 ( 39 20. G. F.Zimmerman, U. Erb, Mechanical properties of nickel silicon carbide nanocomposites, Materials Science and Engineering, 328 (2002) 137-146, 21. R.Starostaa, A.Zielinskib, Effect of chemical composition on corrosion and wear behaviour of the composite Ni Fe Al2O3 coatings, Journal of Materials Processing Technology, 157 (2004) 434-441. particle reinforced copper matrix composite coatings prepared by pulse and direct current electroplating, Materials and Design, 32 (2011) 4478-4484. 10. V.Mangam, S.Bhattacharya, K.Das, S.Das, Friction and wear behavior of Cu CeO2 nanocomposite coatings synthesized by pulsed electrodeposition, Surface & Coatings Technology, 205 (2010) 801-805. 11. H. Li, Y. Wan, H. Liang, X. Li, Y. Huang, F. He, Composite electroplating of Cu SiO2 nano particles on carbon fiber reinforced epoxy composites, Applied Surface Science, 256 (2009) 1614-1616. 12. S.A.Lajevardi, T.Shahrabi, Effects of pulse electrodeposition parameters on the properties of Ni TiO2 nanocomposite coatings, Applied Surface Science, 256 (2010) 6775-6781. 13. M.Sajjadnejada, M.Ghorbania, A.Afshara, Microstructure-corrosion resistance relationship of direct and pulse current electrodeposited Zn-TiO2 nanocomposite coatings, Ceramics International, 41 (2015) 217-224. 14. S.Ramalingam, V.S.Muralidharan, A.Subramania, Electrodeposition and characterization of Cu-TiO2 nanocomposite coatings, J Solid State Electrochem, 13(2009) 1777-1783. 15. H. Godasteh, S. Rastegari, The influence of pulse plating parameters on structure and properties of Ni W TiO2 nanocomposite coatings, Surface & Coatings Technology, 259 (2014) 393-400. 16. M.Lekka, D.Koumoulis, N.Kouloumbi and P.L.Bonora, Mechanical and anticorrosive properties of copper matrix micro- and nanocomposite coatings, Electrochimica Acta, 54 (2009) 2540-2546. 17. م.لشتا ی پ ؿؾ دادى فلضات ه ػؼ ا تاسات ػلوی دا گا ك ؼتی ؿشیف خلذ ا ل 1385. 18. Y.yao, S.yao, L.Zhang, H.Wang, Electrodeposition and mechanical and corrosion resistance properties of Ni-W/SiC nano composite coatings, material Letters, 61(2007) 67-70. 19. Z. Zhang, C. Jiang, F. Cai, P. Fu, N. Ma, V. Ji, Two stages for the evolution of crystallite size and texture of electrodeposited Ni ZrC composite coating, Surface & Coatings Technology, 261(2015) 122-129.