بررسي تاثير مواد پايداركننده و فعال كننده سطحي بر مورفولوژي و سختي پوشش كامپوزيتي الكترولس Ni-P/nano TiO2

Investigation of stabilizer and surfactant effect on surface morphology and micro hardness of Ni-P/Nano TiO2 electroless composite coating

در اين مطالعه ابتدا پوشش Ni-P/nano TiO2 با محلول تجاري بر روي زيرلايه آلومينيومي اعمال و ويژگي‌هاي مختلف آن مورد بررسي قرار گرفت. سپس با افزودن فعال كننده سطحي SDS خواص اين پوشش مطالعه شد. بعد از آن تاثير پايداركننده Thiourea بر روي پوشش ارزيابي و پس از آن، به بهينه سازي غلظت نانوذرات TiO2 و دور همزن براي حصول بيش ترين سختي در پوشش پرداخته شد. در آخر با استفاده همزمان پايداركننده و فعال كننده سطحي تاثير آن بر روي مورفولوژي و سختي پوشش مورد بررسي و نتايج با حالت هاي قبل مقايسه شد. نتايج نشان داد استفاده از محلول تجاري بدون هيچ نوع ماده افزودني براي اعمال ذرات TiO2 مناسب نيست و محلول در مدت زمان كمي ناپايدار مي گردد. با اعمال فعال-كننده سطحي SDS پايداري محلول اندكي بهبود پيدا كرد لكن سختي پوشش كاهش مي‌يابد (HV 345) كه دليل اين موضوع ايجاد ساختار گل كلمي و وجود تخلخل زياد در پوشش است. با اعمال پايداركننده Thiourea علاوه براينكه مشكل پايداري محلول مرتفع گرديد، سختي پوشش نيز افزايش يافت. سختي در اين حالت به مقدار بيشينه HV792 رسيد. نرخ پوشش دهي و درصد حضور نانوذرات TiO2در اين حالت به ترتيب مقادير µm/h19 و 8/3 درصد وزني اندازه گيري شد كه در ميان همه پوشش ها بيشينه مقدار است. در نهايت نيز مشخص شد اعمال همزمان پايداركننده و فعال كننده سطحي باعث كاهش كيفيت پوشش خواهد شد.

In this study, Ni-P/Nano TiO2 coating was applied with a commercial electroless nickel bath on an aluminum substrate and various characteristics of the coating were investigated. The effects of SDS surfactant were also observed. next the effects of Thiourea stabilizer on the coating were studied with two parameters: TiO2 content in the solution and optimized speed stirrer. Finally by using stabilizer and surfactant simultaneously, the effects of them on the morphology and micro-hardness were analyzed and compared to previous coatings. Results show that using commercial electroless nickel bath with no additives is not appropriate for applying TiO2 Nano particles and will be unstable after a short time. By adding SDS surfactant, the stability was improved slightly but micro-hardness was decreased considerably (345 HV), the reason is attributed to cauliflower morphology with high porosity structure. By adding Thiourea stabilizer, the stability was increased and at the same time, micro-hardness was improved up to a maximum quantity (792 HV). Also, the deposition rate and TiO2 content in the coating were measured 19 µm/h and 3.8 wt% respectively, which are the maximum values among all the coatings. It was also observed that using stabilizer and surfactant simultaneously, will reduce the quality of the coating.