بررسي تاثير عمليات حرارتي بر ساختار، مورفولوژي و مقاومت به خوردگي پوششهاي نانو كامپوزيتي Ni-P-ZrO2

Influence of heat treatment on structure, morphology and corrosion resistance of Ni-P/ZrO2 nano-composite coatings

پوشش هاي الكترولس نيكل (EN) به دليل خواص متنوع خود از جمله سختي، يكنواختي پوشش، مقاومت به خوردگي، مقاومت در برابر تيره شدن و مقاومت سايش مطلوب، به طور گسترده در صنايع مختلف بكار مي روند. با رسوب همزمان نانو ذرات جامدي مانند nano-ZrO2 در اين نوع پوشش ها مي توان پوشش هاي الكترولس نيكل كامپوزيتي ايجاد كرد. دراين تحقيق هدف بررسي تاثير افزودن نانو ذرات nano-ZrO2 و عمليات حرارتي پوشش ها بر خواص خوردگي پوشش هاي Ni-P مي باشد كه براي انجام آن ابتدا پوشش ها Ni-P به روش الكترولس بر روي فولاد اعمال و سپس افزودن نانو ذرات به محلول اقدام به اعمال پوشش هاي كامپوزيتي الكتورلس Ni-P/nano-ZrO2 نموده و در ادامه پوشش ها را در 400 درجه سانتي گراد به مدت 1 ساعت عمليات حرارتي كرده و تغييرات مورفولوژي، تركيب شيميايي، ساختار پوشش ها با استفاده از آناليز هاي SEM و EDS و XRD مطالعه شد و در نهايت خواص خوردگي پوشش ها قبل و بعد از عمليات حرارتي و نيز تاثير افزودن نانو ذرات بر خواص خوردگي پوشش هاي پايه در محلول آب نمك 3.5% به روش پلاريزاسيون و امپدانس مورد بررسي قرار گرفته است. مشاهده شده است كه با افزودن نانو ذرات و با انجام عمليات حرارتي مقاومت به خوردگي پوشش ها بالا مي رود.

Composite Ni-P/nano-ZrO2 layers were prepared by simultaneous electroless deposition on steel substrate, from a solution in which -ZrO2 particles were kept in suspension by stirring. X-ray diffraction technique (XRD), scanning electron microscopy (SEM), potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopay (EIS) were utilized to study prior and post-deposition vacuum heat treatment effects on corrosion resistance together with the physical properties of the applied coatings. It was found that the chemical composition of Ni–P matrix has not been influenced by the incorporation of ZrO2 particles. X-ray diffraction (XRD) results indicated heat treatment of the coatings produced NixPy phases. The highest micro-hardness was achieved for the Ni–P– ZrO2 nano composite coatings after heat treatment due to the formation of NixPy phases. Lower corrosion current density values were obtained for the nano composite coatings heat treated at 400 °C for 1 h. EIS results showed that proper heat treatments also enhanced the corrosion resistance, which was attributed to the coatings’ structure improvement. The presence of nano-Al2O3 particles in coatings can decrease the density the micro pores of coating so the corrosion current density of nano-composite coatings is lower than Ni-P coatings.