بررسی اثر چگالی جریان و pH بر رسوبدهی الکتریکی آلیاژ Fe-Ni و پارامترهای راندمانی فرایند آن

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

مقاله 13، دوره 9، شماره 4، اسفند 1394، صفحه 139-149   

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

آمنه وحیدیان^* ؛ علی سعیدی؛ محمد علی گلعذار

دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

تولید انواع آلیاژها با ساختار نانو توسط رسوب دهی الکتریکی اخیرا مورد توجه قرار گرفته است. در این میان آلیاژهای مغناطیسی از اهمیت بیشتری بر خوردار است. در این تحقیق آلیاژ مغناطیسی و نانو ساختار Fe-Ni به روش رسوب دهی الکتریکی با جریان مستقیم تولید شد. آلیاژ بدست آمده به کمک آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD)، و میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM -EDS)) مشخصه یابی گردید. همچنین اثر عواملی چون pH و چگالی جریان بر ترکیب محصول، روند رسوب غیر عادی، بازده جریان و انرژی مصرفی ویژه فرایند رسوب دهی بررسی شد. با استفاده از نتایج XRD و فرمول شرر برای محاسبه اندازه دانه مشخص شد که آلیاژی با اندازه دانه کمتر از 30 نانومتر حاصل شده است. با افزایش pH، میزان نیکل افزایش و آهن کاهش می یابد و بازده جریان نیز روند افزایشی دارد. همچنین با افزایش چگالی جریان مقدار نیکل کاهش و آهن افزایش و انرژی مصرفی ویژه نیز افزایش می یابد. رسوبدهی غیرعادی نیز برای تمامی نمونهها مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها

رسوبدهی الکتریکی؛ جریان مستقیم؛ Fe-Ni؛ بازده جریان

مراجع

[1]     H. Shokrollahi & K. Janghorban, “Soft Magnetic Composite Materials (SMCs)”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 189, pp. 1-12, 2007.

 

[2]     ک. سعیدی، "تولید و مشخصه یابی آلیاژ نانوساختار FeCo آلایش یافته با نیوبیوم و کامپوزیت آن با ذرات WC به روش آلیاژسازی مکانیکی"، پایان نامه کارشناسی ارشد شناسایی و انتخاب مواد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، 1390.

 

[3]     M. F. Casula & A. Corrias, “Characterization of FeCoSiO Nano-Composite Films Prepared by Solgel Dip Coating”, Chemistry of Materials, Vol. 15, No. 11, pp. 2201-07, 2003.

 

[4]     S. N. Srimathi, S. M. Mayanna & B. S. Sheshadri, “Electrodeposition of Binary Magnetic Alloys”, Journal of Surface Technology, Vol. 16, pp. 277- 322, 1982.

 

[5]     R. Abdel-Karim, Y. Reda, M. Muhammed, S. El-Raghy, M. Shoeib & H. Ahmed, “Electrodeposition and Characterization of Nanocrystalline Ni-Fe Alloys”, Journal of Nanomaterials, Article ID 519274, 8 pages, 2011.

 

[6]       غ. حیدری، "خواص سایش و خوردگی پوشش­های کامپوزیتی نیکل- نانو کاربید کلسیم"، دهمین سمینار ملی مهندسی سطح، اصفهان، 29 و 30 اردیبهشت ماه 1388.

[7]     M. Schlesinger & M. Paunovic, “Modern electroplating”, The Electrochemical Society Inc. pennington, NewJersy, 2001.

 

[8]     W. Lu, P. Huang, C. He & B. Yan, “Compositional and Structural Analysis of FeCo Films Electrodeposited at Different Temperatures”, International Journal of Electrochemical Science, Vol. 7, pp. 12262-12269, 2012.

 

[9]     Y. D. Gamburg & G. Zangari, “Theory and Practice of Metal Electrodeposition”, spring, 2011.

 

[10] L. A. M. Ruotolo & J. C. Gubulin, “Electrodeposition of Copper Ions on Fixed Bed Electrodes: Kinetic and Hydrodynamic Study”, Brazilian Journal of Chemical Engineering, Vol. 19, No. 1, 2002.

 

[11]   ا. صنعتی زاده، "تولید و مشخصه‌یابی آلیاژهای نانوکریستالی آهن- نیکل به روش رسوب‌دهی الکتریکی"، پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی مواد- گرایش استخراج فلزات، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان، 1387.

 

[12] H. Dahms & I. M. Croll, “The Anomalous Codeposition of Iron‐Nickel Alloys”, Journal of the Electrochemical Society, Vol. 112, pp. 771-775, 1965.

 

[13] X. Su & C. Qiang, “Influence of pH and Bath Composition on Properties of Ni–Fe Alloy Films Synthesized by Electrodeposition”, Bull. Material Science, Vol. 35, pp. 183–189, April 2012.

 

[14] M. Moniruzzaman & M. A. Islam, “Effects of Bath Composition and Current Density on the Electrodeposition of Fe-Ni Alloy on Copper Substrate and the Property of Deposited Alloy”, Bangladesh Journal of Scientific and Industrial Research, Vol. 47, pp. 379-386, 2012.

 

[15] J. Matulis & R. Slizys, “on Some Characteristics of Cathodic Processes in Nickel Electrodeposition”, Electrochimica Acta, Vol. 9, pp. 1177-1188, 1964.

 

[16] Sanaty-Zadeh, K. Raeissi & A. Saidi, “Magnetic Properties of Nanocrystalline Fe-Ni Alloys Synthesized by Direct and Pulse Electrodeposition”, International Journal of Modern Physics B, Vol. 25, pp. 2031-2038, 2011.

 

[17] B. D. Cullity, “Elements of X-Ray Diffraction”, 2nd ed, Addison-Wesley Piblishing Company, , pp. 284, 1978.

 

[18] W. Lu, C. Ou, P. Huang, P. Yan & B. Yan, “Effect of pH on the Structural Properties of Electrodeposited Nanocrystalline FeCo Films”, International Journal Electrochemical Science, Vol. 8, pp. 8218–8226, 2013.

 

[19] M. R. Zamanzade-Ghavidel, K. Raeissi & A. Saatchi, “Effect of Substrate Texture and Deposition Current Density on Properties of Ni Nanocrystalline Electrodeposits”, Iranian Journal of Materials Science & Engineering, Vol. 9, 2012.

 

[20] Sh. Hassani, K. Raeissi & M. A. Golozar, “Effects of Saccharin on the Electrodeposition of Ni-Co Nanocrystalline Coatings”, Journal of Applied Electrochemistry, Vol. 38, pp. 689- 694, 2008.

 

[21] R. Idhayachander & K. Palanivelu, “Electrolytic Recovery of Nickel from Spent Electroless Nickel Bath Solution”, E-Journal of Chemistry, Vol. 7, pp. 1412-1420, 2010.

 

[22] V. C. Kieling, “Parameters Influencing the Electrodeposition of Ni-Fe Alloys”, Surface and Coatings Technology, Vol. 96, pp. 135-139, 1997.