Karbon nanotüp takviyeli nikel - kobalt kaplamaların geliştirilmesi

Abstract

Ni–Co esaslı kaplamalar üstün özelliklerinden dolayı endüstriyel ve teknolojik alanlarda geniş uygulama alanlarına sahiptir. Mikro Elektro Mekanik Sistemlerde (MEMS) ve Nano Elektro Manyetik Sistemlerde (NEMS) kullanılan ve kullanım alanına göre kalınlığı nm seviyesinden başlayan ve mm seviyesine kadar kalınlığa ulaşan kaplama tabakalarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bahsi geçen uygulamalar için üretilecek kaplamalardan üstün mekanik, manyetik, yüksek aşınma ve korozyon direnci düşük iç gerilim, yüksek termal stabilite gibi özellikler istenmektedir. Ni-Co tabanlı kaplamalar bu tür uygulamalar için iyi bir adaydır. Bu çalışmada Bakır altlıklar üzerine Ni-Co alaşım ve Ni-Co/MWCNT kompozit kaplama tabakaları Doğru Akım(DC), Pulse Akım (PC) ve Pulse Reverse Akım(PRC) olmak üzere üç farklı akım türünde Watt tipi banyo kullanılarak üretilmiştir. Akım yoğunluğunun farklı akım türlerinde üretilen kaplamaların özelliklerine etkileri incelenmiştir. Yüksek kaliteli ve yukarıda belirtilen özellikleri sağlayabilmeleri için bakır altlıklar üzerine 25 - 60 μm aralığında kaplamalar üretilmiştir Üretilen kaplamalar Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışınları difraksiyonu (XRD) metodu kullanılarak karakterize edilmiştir. Akım türünün ve yoğunluğunun mekanik, triboloji ve manyetik özelliklere etkileri incelenmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda en iyi sonuçlar ortalama 5 A/dm2 akım yoğunluğunda üretilen kaplamalarda elde edilmiştir. MWCNT ilavesi mekanik ve tribolojik özellikleri iyileştirmiştir. Ayrıca Ni-Co/MWCNT kompozit kaplama tabakası Ni-Co alışım kaplam tabakası ile kıyaslandığında daha soft bir manyetik histerisi eğrisi vermiştir.

Ni–Co based coatings have been widely used as recording head materials in computer hard drive industries. The thickness of the magnetic layer used in the micro-electrical mechanical system (MEMS) can vary from a few nanometers to a few millimeters, depending on the applications, and the magnetic thin films must have good adhesion and corrosion resistance and low-stress, and be thermally stable with excellent magnetic properties. In the present work, Ni-Co alloy and Ni-Co/MWCNT composite coatings were prepared from a modified Watt's type electrolyte by three different current type (Direct Current (DC), Pulse Current (PC) and Pulse Reverse Current (PRC) electrodeposition. Current density was investigated for optimization to obtain high-quality coatings on the copper substrates with controlled specific thickness (between 25 and 60 μm). The characterization of the coatings was investigated by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) facilities. The effects of the current density on the mechanical, tribological and magnetic properties of Ni-Co coatings were investigated. The results showed that best of the tribological, mechanic, and magnetic properties of the Ni-Co alloys was detected at average 5 A/dm2 current density. Also MWCNT addition effect on Ni-Co coatings have investigated at similar production conditions. MWCNT have increased mechanical properties. Adjoint MWCNT Ni-Co coatis have exhibited more soft magnetic hysteresis according to Ni-Co alloy coatings.