تاثير نانوذرات SiO2 و MoS2 بر ريزساختار و مقاومت به سايش پوشش الكترولس نانوكامپوزيتي Ni-P-SiO2-MoS2

Effect of SiO2 and MoS2 nanoparticles on microstructure and wear resistance of electroless nanocomposite Ni-P-SiO2-MoS2 coating

هدف از اين تحقيق، تشكيل پوشش الكترولس نانوكامپوزيتي Ni-P-SiO2-MoS2 و تاثير نانوذرات SiO2 و MoS2 بر ريزساختار و مقاومت به سايش پوشش مي‌باشد. بدين منظور، ابتدا نمونه‌هايي از ورق فولاديMO40 تهيه و آماده سازي شدند و در حمام پوشش‌دهي الكترولس نيكل-فسفر حاوي 7 g/l ذرات تقويت‌كننده سيليس و دي‌سولفيدموليبدن در دماي 90°C و مقدار6.4 pH به مدت 60 دقيقه پوششدهي شدند. سپس آزمون سايش پين روي صفحه مدور، براي ارزيابي مقاومت به سايش نمونههاي پوشش‌دهي شده و بدون پوشش صورت پذيرفت. در انتها، تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني (FE-SEM) و طيف سنجي پراش انرژي پرتوايكس (EDS) به ترتيب جهت بررسي ريزساختار پوشش و عناصر موجود در آن آماده و مشاهده شدند. نتايج ريزساختاري نشان دادند كه پوشش يكنواختي از نانوكامپوزيت مورد نظر روي زير لايه ايجاد شده است. همچنين نتايج آزمون سايش نشان داد كه مكانيزم‌هاي سايش خراشان و چسبان در نمونه‌هاي بدون پوشش فعال هستند اما با بهره‌گيري از نانوذرات SiO2 و MoS2 در پوشش مكانيزم لغزش فعال ميشود و با كاهش ضريب اصطكاك، مقاومت به سايش به ميزان 79.3 %افزايش مي‌يابد و منجر به بهبود رفتار تريبولوژيكي نمونه مي‌شود.

In this research, electroless nanocomposite coating of Ni-P-SiO2-MoS2 and effect of SiO2 and MoS2 nanoparticles on microstructure and wear resistance of coating were investigated. First of all, samples from MO40 (AISI 4140) steel sheet were prepared and coated in Nickel-Phosphorous electroless bath containing 7 g/l SiO2 and MoS2 particles in 90°C and 6.4 pH for 60 minutes. Then, pin on disk wear test was performed to evaluate the wear resistance of the coated and uncoated samples. Several experiments used to explore tribological features of deposited electroless coatings. Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) images were taken to investigate coating microstructure and its elements, respectively. Microstructural results showed that a uniform coating on substrate was successfully composed. Also, several mechanisms observed during the abrasion process. Abrasive and adhesive mechanisms were active in uncoated samples, but by applying SiO2 and MoS2 nanoparticles, the sliding mechanism was activated. Furthermore, with decreasing friction coefficient, wear resistance increased by 79.3% and also the tribological properties of the sample improved.