اثر متغیرهای رسوب دهی بر فرایند رسوب الکتریکی پالسی کامپوزیت نانوساختار FeNi-WC

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

مقاله 10، دوره 10، شماره 3 - شماره پیاپی 38، آذر 1395، صفحه 113-124   

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

آمنه وحیدیان^* ؛ علی سعیدی؛ محمد علی گلعذار

دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

نیاز روزافزون به مواد مغناطیسی در صنعت منجر به تولید کامپوزیت آلیاژهای مغناطیسی آهن-نیکل با ذرات سرامیکی شده است. در این تحقیق کامپوزیت نانوساختار FeNi-WC به روش رسوب‌دهی الکتریکی پالسی تولید شد. همچنین اثر عواملی چون pH و چگالی جریان و مقدار تقویت کننده بر ترکیب شیمیایی و مورفولوژی نمونه‌ ها مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای بررسی مورفولوژی از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، و تعیین عناصر موجود و محاسبه درصد وزنی آن‌ها از آنالیز پراش سنجی انرژی (EDS) و بررسی ساختار نمونه از پراش پرتو ایکس (XRD) استفاده گردید. نتایج نشان داد با افزایش pH، به مقدار کمی نیکل افزایش و آهن کاهش یافت و منجر به تغییر مورفولوژی از کروی به ستاره‌ای گردید. به دلیل اهمیت صرفه‌جویی در انرژی اثر این متغیرها بر پارامترهای راندمانی چون بازده جریان و انرژی مصرفی ویژه نیز مطالعه شد. مشاهده شد که با افزایش pH، بازده جریان افزایش و انرژی مصرفی ویژه کاهش یافت. افزایش چگالی جریان نیز بازده جریان را کاهش و انرژی مصرفی ویژه را افزایش داد. به طور کلی در چگالی جریان های بیشتر (mA/cm2 100) و مقدار تقویت کننده کمتر (g/L 5) مورفولوژی یکنواخت تری مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها

کامپوزیت؛ رسوب الکتریکی پالسی؛ آهن- نیکل؛ بازده جریان

مراجع

 [1]     N. park, D. Lee, I. Ko, J. Yoon & I. Shon, “Rapid Consolidation of Nanocrystalline Al₂O₃ Reinforced Ni-Fe Composite from Mechanically Alloyed Powders by High Frequency Induction Heated Sintering”, Cramics International, Vol. 35, pp. 3147-3151, 2009.

 

[2]     R. Starosta & A. Zielinski, “Effect of Chemical Composition on Corrosion and Wear Behaviour of the Composite Ni-Fe-Al₂O₃ Coatings”, Journal of Material Processing Technology, Vol. 157-158, pp. 434-441, 2009.

 

[3]     X. Li & Z. Li, “Nanosized si₃n₄ Reinforced NiFe Nanocomposites by Electroplating”, Material Science Engineering, Vol. 358A, pp. 107-113, 2003.

 

[4]     H. Ataee-Esfahani, M. R. Vaezi, L. Nikzad, B. Yazdani & S. K. Sadrnezhaad, “Influence of SiC Nanoparticles and Saccharin on The Structure and Properties of Electrodeposited Ni–Fe/SiC Nanocomposite Coatings”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 484, pp. 540–544, 2009.

 

[5]     Ch. R. Raub & A. Knodler, “The Electrodeposition of Gold by Pulse Plating”, Gold Bulletin, Vol. 10, No. 2, pp. 38-44, 1977.

 

[6]     M. S. Chandrasekar, M. Pushpavanam, “Pulse and pulse reverse plating—Conceptual, advantages and applications”, Electrochimica Acta, Vol. 53, pp. 3313–3322, 2008.

 

[7]     Ch. R. Raub & A. Knodler, “The Electrodeposition of Gold by Pulse Plating”, Gold Bulletin, Vol. 10, No. 2, pp. 38-44. 1977.

 

[8]     Balasubramanian, D. S. Srikumar, G. Raja, G. Saravanan & S. Mohan, “Effect of Pulse Parameter on Pulsed Electrodeposition of Copper on Stainless Steel”, Surface Engineering. Vol. 25, No. 5, pp. 389-392, 2009.

 

[9]     M. Saitou, S. Teruya & S. M. Asadul Hossain, “Temperature-Dependence of Deposition Rate and Current Efficiency in Platinum Electrodeposition at a Fixed Average Current Density”, the Open Electrochemistry Journal, Vol. 3, pp. 1-5, 2011.

 

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

 

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

 

[12] Yuliy D. Gamburg & G. Zangari, “Theory and Practice of Metal Electrodeposition”, Springer, 2011.

 

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

 

[14] B. D. Cullity, “Elements of X-Ray Diffraction”, 2nd ed, Addison-Wesley Piblishing Company, pp. 284, 1987.

 

[15] E. Gomez, R. Pollina & E. Valles, “Nickel Electrodeposition on Different Metallic Substrates”, Journal of Electroanalytical Chemistry, Vol. 386, pp. 45-56, 1995.

 

[16] M. R. Zamanzad-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.

 

[17]    ع.، نصر اصفهانی و م. حیدرزاده سهی، "آبکاری آلیاژ روی- نیکل بر روی فولاد با استفاده از جریان منقطع"، نشریه استقلال ٢٣ ، شمارة ٢، اسفند سال ١٣٨3.

 

[18] Y. Boonyongmaneerat, K. Saengkiettiyut, S. Saenapitak & S. Sangsuk, “Effects of WC Addition on Structure and Hardness of Electrodeposited Ni–W”, Surface & Coatings Technology, Vol. 203, pp. 3590–3594, 2009.

 

[19] B. Koo & B. Yoo, “Electrodeposition of Low- Stress NiFe Thin Films from a Highly Acidic Electrolyte”, Surface & Coatings Technology, Vol. 205, pp. 740– 744, 2010.

 

[20] 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, pp. 8, 2011.

 

[21] N. D. Nikolic, L. J. Pavlovic, M. G. Pavlovic & K. I. Popov, “Effect of Temperature on the Electrodeposition of Disperse Copper Deposits”, Journal of Serbian Chemical Society, Vol. 72, pp. 1369–1381, 2007.

 

[22] D. K. Singh, M. K. Tripathi & V. B. Singh, “Electro-Codeposition and Characterization of Ni-WC Composite Coating from Non–Aqueous Bath”, International Journal of Materials Science and Applications, Vol. 2, pp. 68-73, 2013.

 

[23] V. Marinovic, J. Stevanovic, B. Jugovic & M. Maksimovic, “Hydrogen Evolution on Ni/WC Composite Coatings”, Journal of Applied Electrochemistry, Vol. 36, pp. 1005–1009, 2006.