Czasopismo | HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE | Rocznik 2020 - zeszyt 4

Wytwarzanie i mikrostruktura osadzanych elektrolitycznie stopów Ni-Co i kompozytów TiO2 / Ni-Co

Manufacturing and microstructure of electrolytically deposited Ni-Co alloys and TiO2 / Ni-Co composites

10.15199/24.2020.4.7

nr katalogowy: 125912
10.15199/24.2020.4.7

Streszczenie

Stopy Ni-Co oraz kompozyty TiO2/Ni-Co osadzono elektrolitycznie z kąpieli siarczanowo-cytrynianowych o względnej zawartości jonów Co:Ni rów􀀐 nej 1:49, 1:24 i 1:9 stosując gęstości prądu 2,5, 5 i 7,5 A/dm2. Wpływ parametrów osadzania na morfologię powierzchni, mikrostrukturę, skład che􀀐 miczny i skład fazowy zbadano za pomocą skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej, spektroskopii dyspersji energii charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego oraz dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego. Wytworzone kompozyty charakteryzowały się globularną morfolo􀀐 gią i nanokrystaliczną mikrostrukturą. Wykazano, że w osnowie kompozytów występują pojedyncze nanocząstki oraz aglomeraty TiO2. Zawartość TiO2 w kompozytach wynosiła około 4% mas. Stwierdzono, że wielkość ziarna kompozytów TiO2/Ni-Co zależy od obecności fazy umacniającej, warunków prądowych podczas osadzania oraz stężenia Co w osnowie Ni-Co

Abstract

TiO2/Ni-Co composites were electrodeposited from citrate-sulfate bath with varying Ni:Co ratios. Effect of deposition conditions on chemical composition, surface morphology, microstructure and phase composition were investigated using scanning and transmission electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy and X-ray diffraction. Manufactured composites were characterized by typical cauliflower surface morphology and nanocrystalline structure. Nanocrystalline TiO2 particles were embedded in the Ni-Co matrix both in the form of dispersive nanoparticles and clusters. The concentration of nc-TiO2 in composites was about 4 wt. %. Grain size of TiO2/Ni-Co composites depended on the content of strengthening phase, deposition current conditions and Co concentration in the Ni-Co matrix.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Atuanya Clement Uche, Darlington Ifeanyichukwu Ekwe􀀐 ghiariri, Christibell Mesoma Obele. 2018. “Experimental Study on the Microstructural and Anti-Corrosion Behaviour of Co-Deposition Ni- Co-SiO2 composite Coating on Mild Steel". Defence Technology 14 (1) : 64-69.
[2] Bełtowska-Lehman Ewa. 2013. "Indukowane Elektroosa􀀐 dzanie nanokrystalicznych powłok metalicznych i kompozytowych typu Ni-W(Mo)/Al2O3". Kraków, PAN Instytut Metalurgii i Inżynierii Mate􀀐 riałowej.
[3] Celis Jean Pierre, Jozef R. Roos, Cristine Buelens. 1987. “A Mathematical Model for the Electrolytic Codeposition of Particles with a Metallic Matrix". Journal of Electrochemical Society 134 (6) :1402-1408
[4] Chandra Kandpal Bhaskar, Kumar Jatinder, Singh Hari. 2018. “Manufacturing and Technological Challenges in Stir Casting of Metal Matrix Composites - A Review". Materials Today: Proceedings 5(1) : 5-10.
[5] Chaoqun Li, Li Xinhai, Wang Zhixing, Guo Huajun. 2015. “Mechanism of Nanocrystalline Nickel Electrodeposition from Novel Citrate Bath". Rare Metal Materials and Engineering 44(7) : 1561-1567.
[6] Chawla Krishan. 1987. “Metal Matrix Composites". In Com􀀐 posite Materials: Science and Engineering, USA, Springer.
[7] Dai Pinqiang, Yue Huang Zhong, and Xiaorong Zhou. 2011. “Corrosion Characteristic of Pulsed Electrodeposition Ni-Co/SiC Nano􀀐 composite Coating". Surface Engeenering 27 (1) : 71-77.
[8] Elkhoshkhany Nehal, Ahmed Hafnway, Alaa Khaled. 2016. “Electrodeposition and Corrosion Behavior of Nano-Structured Ni-WC and Ni-Co-WC Composite Coating". Journal of Alloys and Compounds 675 : 1505-1514.
[9] Fransaer Jan, Jean Pierre Celis, Jozef Roos. 1992. “Analysis s. 113 HUTNIK-WIADOMOŚCI HUTNICZE Nr 4 of the Electrolytic Codeposition of Non-Brownian Particles with Met􀀐 als". Journal of Electrochemical Science 139 (2) : 413-425.
[10] Denish Gangasingh , Jan B. Talbot. 1991. “Anomalous Elec􀀐 trodeposition of Nickel-Iron". The Electrochemical Society 138 (12) : 1-7.
[11] Ghazanlou Siavash Imanian, Somayeh Ahmadiyeh, Rezvan Yavari. 2017. “Investigation of Pulse Electrodeposited Ni - Co/SiO2 Nanocomposite Coating". Surface Engineering 33(5) : 1-12.
[12] Gil Roberto, Appichart Jinnapat, Andrew Kennedy. 2012. “Pressure-Assisted Infiltration of Molten Aluminium into Open Cell Ceramic Foams: Experimental Observations and Infiltration Model􀀐 ling". Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 43 (6) : 880-884.
[13] Gomes Anabela, Isabel Pereira, Beatriz Fernández, Rosario Pereiro. 2010. “Electrodeposition of Metal Matrix Nanocomposites: Im􀀐 provement of the Chemical Characterization Techniques". Spain, InTech.
[14] Guglielmi N.. 1972. “Kinetics of the Deposition of Inert Par􀀐 ticles from Electrolytic Baths". Journal of The Electrochemical Society 119 (8) : 1009-1012.
[15] Hwang Bing Joe, Cheng Sheng Hwang. 1993. “Mechanism of Codeposition of Silicon Carbide with Electrolytic Cobalt". Journal of The Electrochemical Society 140 (4) : 979-984.
[16] Karimzadeh Abdossalam, Mahmood Aliofkhazraei, Frank C. Walsh. 2019. “Surface & Coatings Technology A Review of Electrode􀀐 posited Ni-Co Alloy and Composite Coatings: Microstructure, Proper􀀐 ties and Applications". Surface & Coatings Technology 372 : 463-498.
[17] Kumar Sharvan, Subra Suresh, Matthew F. Chisholm, Jo􀀐 seph. A. Horton, Ping Wang. 2003. “Deformation of Electrodeposited Nanocrystalline Nickel". Acta Materialia 51 (2) : 387-405.
[18] Ledwig Piotr, Marcin Kot, Tomasz Moskalewicz, Beata Du􀀐 biel. 2017. "Electrophoretic deposition of nc-TiO2/chitosan composite coatings on X2CrNiMo17-12-2 stainless steel". Archives of Metallurgy and Materials 62 (1) : 405-410.
[19] Ledwig Piotr, Beata Dubiel. 2017. “Microstructure and Cor􀀐 rosion Resistance of Composite nc-TiO2/Ni Coating on 316L Steel". Ar􀀐 chives of Metallurgy and Materials 62 (4) : 2455-2460.
[20] Low Chee Tong John, Richard G. A. Wills, Frank C. Walsh. 2005. “Electrodeposition of Composite Coatings Containing Nanopar􀀐 ticles in a Metal Deposit". Surface and Coatings Technology 201 (1-2) : 371-383.
[21] Oriňáková Renáta, Andrej Orinak, Guido Vering, Ivan Talian, Roger M. Smith, Heinrich F. Arlinghaus. 2007. “Influence of pH on the Electrolytic Deposition of Ni - Co Films". Thin Solid Films 516(10) : 3045-3050.
[22] Pagetti Jacques, Patrice Bercot, E. Pea-Muoz. 2002 “Elec􀀐 trolytic Composite Ni - PTFE Coatings : An Adaptation of Guglielmi’s Model for the Phenomena of Incorporation". Surface and Coatings Tech􀀐 nology 157(2-3) : 282-289.
[23] Pushpavanam Malathy, Haridoss Manikandan, Kalirams Ra􀀐 manathan. 2007. “Preparation and Characterization of Nickel - Cobalt􀀐 -Diamond Electro-Composites by Sediment Co-Deposition". Surface and Coatings Technology 201 (14) : 6372-6379.
[24] Ranjith Bose, Guruviah Paruthimal Kalaignan. 2010. “Ni􀀐 -Co-TiO2 Nanocomposite Coating Prepared by Pulse and Pulse Reversal Methods Using Acetate Bath". Applied Surface Science 257 (1): 42-47.
[25] Roventi Gabriella, Romeo Fratesi, Della Guardia, Gian􀀐 ni Barucca. 2000. “Normal and Anomalous Codeposition of Zn - Ni Alloys from Chloride Bath". Journal of Applied Electrochemistry 30 : 173-179.
[26] Schultz Henning, Mark Pritzker. 1998. “Modeling the Ga􀀐 lvanostatic Pulse and Pulse Reverse Plating of Nickel-Iron Alloys on a Rotating Disk Electrode". Journal of the Electrochemical Society 145 (6) : 2033-2042.
[27] Shafiee Zahra, Mohammad Ebrahim Bahrololoom, Babak Hashemi. 2016. “Electrodeposition of Nanocrystalline Ni/Ni-Al2O3 na􀀐 nocomposite Modulated Multilayer Coatings". Materials and Design 108 : 19-26.
[28] Shi Lei, Chufeng Sun, Weimin Liu. 2008. “Electrodeposited Nickel - Cobalt Composite Coating Containing MoS2". Applied Surface Science 254 : 6880-6885.
[29] Sholeh Hessami, Charles W. Tobias. 1988. “A Mathematical Model for the Electrodeposition of Alloys on a Rotating Disk Electrode". Journal of The Electrochemical Society 135 (9) : 2193-2200.
[30] Skrzypek Stanisław, Marcin Goły, Wiktoria Ratuszek, Mie􀀐 czysław Kowalski. 2007. “Non-Destructive Quantitative Phase and Re􀀐 sidual Stress Analysis Versus Depth Using Grazing X-Ray Diffraction". Solid State Phenomena 130 : 47-52.
[31] Srivastava Meenu, Ezhil Selvi, William Grips, K. S. Rajam. 2006. “Corrosion Resistance and Microstructure of Electrodeposited Nickel-Cobalt Alloy Coatings". Surface and Coatings Technology 201 (6) : 3051-3060.
[32] Srivastava Meenu, V K William Grips, K S Rajam. 2010. “Applied Surface Science Electrodeposition of Ni-Co Composites Containing Nano-CeO2 and Their Structure". Applied Surface Science 257(3) : 717-722.
[33] Tian Boran,Yufeng Frank Cheng. 2007. “Electrolytic Depo􀀐 sition of Ni-Co-Al2O3 Composite Coating on Pipe Steel for Corrosion/ Erosion Resistance in Oil Sand Slurry". Electrochimica Acta 53(2): 511-517.
[34] Torabinejad Vahid, Mahmood Aliofkhazraei, S. Assareh, Mo􀀐 hammad Hossein Allahyarzadeh, Alireza Sabour Rouhaghdam. 2017. “Electrodeposition of Ni-Fe Alloys, Composites, and Nano Coatings-A Review". Journal of Alloys and Compounds 691 : 841-859.
[35] Torabinejad Vahid., Mahmood Aliofkhazraei, Alireza Sabour Rouh Aghdam, Mohammad Hossein Allahyarzadeh. 2017. “Tribological Performance of Ni-Fe-Al2O3 Multilayer Coatings Deposited by Pulse Electrodeposition". Wear 380-381 : 115-125.
[36] Vereecken Philippe M, I Shao, Peter C. Searson. 2000. “Par􀀐 ticle Codeposition in Nanocomposite Films". Journal of The Electroche􀀐 mical Society 147 (7) : 2572-2575.
[37] Wang Liping, Yan Gao, Qunji Xue, Huiwen Liu, and Tao Xu. 2005. “Microstructure and Tribological Properties of Electrodeposited Ni-Co Alloy Deposits". Applied Surface Science 242 (3-4) : 326-332.
[38] Wang Yuxin, See Leng Tay, Shanghai Wei, Chao Xiong, Wei Gao, Abdul Shakoor, Ramazan Kahraman. 2015 “Microstructure and Properties of Sol-Enhanced Ni-Co-TiO2 Nano-Composite Coatings on Mild Steel". Journal of Alloys and Compounds 649 : 222-228.
[39] Zamani Mehran, Ahmad Ali Amadeh, Seyyed Mohammad Lari Baghal. 2016 “Effect of Co Content on Electrodeposition Mecha􀀐 nism and Mechanical Properties of Electrodeposited Ni-Co Alloy". Transactions of Nonferrous Metals Society of China 26(2) : 484-491.
[40] Zech Nicole, Elizabeth. J. Podlaha, Dieter Landolt. 1999. “Anomalous Codeposition of Iron Group Metals: II. Mathematical Mo􀀐 del". Journal of The Electrochemical Society 146(8) : 2892-2900.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 125912 "Wytwarzanie i mikrostrukt..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - e-zeszyt (pdf) 2020-4 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	32.00 zł

Prenumerata

HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

400.00 zł

HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - papierowa prenumerata roczna	540.00 zł brutto 500.00 zł netto 40.00 zł VAT (stawka VAT 8%)
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - pakowanie i wysyłka	14.00 zł brutto 11.38 zł netto 2.62 zł VAT (stawka VAT 23%)

554.00 zł

HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
HUTNIK - WIADOMOŚCI HUTNICZE - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	600.00 zł brutto 555.56 zł netto 44.44 zł VAT (stawka VAT 8%)

600.00 zł

Zeszyt

2020-4

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma