تأثير پارامترهاي آبكاري بر تركيب شيميايي، راندمان جريان كاتدي، سختي و مورفولوژي پوشش هاي آلياژي Zn-Ni

Effect of Electrodeposition Parameters on Chemical Composition, Cathodic Current Efficiency, Hardness and Morphology of Zn-Ni Alloy Coatings

در اين پژوهش پوشش هاي آلياژي روي-نيكل از طريق آبكاري الكتريكي در حمام سولفاتي اسيدي رسوب گذاري شدند. تاثير پارامترهاي آبكاري بر تركيب شيميايي، مورفولوژي، ميكروسختي و راندمان جريان كاتدي بررسي شد. مورفولوژي پوشش ها توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي و تركيب شميايي آنها توسط طيف سنجي پراش انرژي پرتو ايكس نصب شده بر ميكروسكوپ الكتروني مورد آناليز قرار گرفت. نتايج حاصل بيانگر اين است كه افزايش دماي ترسيب و نسبت Ni2+/Zn2+در حمام آبكاري، همچنين كاهش دانسيته جريان و pH موجب افزايش مقدار نيكل در پوشش، كاهش راندمان جريان كاتدي و افزايش سختي مي شود. نتايج حاصل از ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشان مي دهد افزايش دما بدليل ايجاد تنش پسماند در سطح منجر به بوجود آمدن ترك در پوشش مي شود. همچنين با افزايش دانسيته جريان ساختار پوشش¬ها دانه ريز تر مي شود و منجر به تشكيل حفره و خلل فرج مي گردد و پوشش هاي حاصله ناهموار تر مي شوند. بررسي هاي انجام گرفته بر pH حمام نشان مي دهد تنها پوشش حاصل در 2=pH داراي سطحي متراكم و يكنواخت است. افزايش نسبت Ni2+/Zn2+ در الكتروليت، نيز بدليل اعوجاج در شبكه اتمي موجب ترد شدن پوشش حاصل مي گردد.

Zn–Ni alloy coatings were electrodeposited from acidic sulphate baths. In this study, the effect of plating parameters and bath composition on the cathodic current efficiency, as well as hardness, morphology and chemical composition of the coatings were investigated. The morphology and chemical composition of the coatings were investigated using scanning electron microscopy equipped with EDAX analyzer. Results showed that surface morphology and chemical composition of the films were strongly dependent on the electrodeposition parameters. Ni content and hardness of the coatings were increased and the cathodic current efficiency was decreased by enhancing the bath temperature and Zn (II)/Ni (II) ratios, or reducing the current density and bath pH. Electron microscopy images showed that cracks appeared on the coatings surface with increasing temperature due to the high residual stress. In addition, the structure of the coatings became finer with increasing the current density, resulting in the formation of voids and porosities. Studies on the bath pH revealed that only the coatings which were deposited in baths with pH=2 had a dense and uniform surface. Moreover, increasing the Zn (II)/Ni (II) ratios in the bath caused brittleness of the coatings.