Elektrolitik nano Al2O3 partikül takviyeli nikel kompozitlerini üretimi

Abstract

Bu çalısmada; Ni/Al2O3 metal matrisli kompozit kaplamalar, nano-Al2O3 partikülleriçeren gelistirilmis bir watt's tipi kaplama banyosu kullanılarak doğru akım kaplamayöntemiyle elde edilmistir. Al2O3 nano partikül miktarı ve yüzey aktif madde miktarıparametrelerinin optimize edilerek aglomere olmamıs ve yüksek hacim oranlı Nikaplamaların elde edilmesi hedeflenmistir. Ni kaplamalar düsük yüzey sertliğinesahip oldukları için, bu uygulamayla; kalıplar, takımlar ve otomobiller ile mikroaygıtların farklı parçalarına yeni malzeme sağlaması hedef alınmıstır. Ortalamaboyutu 80 nm olan Al2O3 partiküller çelik altlıklar üzerine Ni matris ile birliktebiriktirilmistir. Kaplamaların karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM)ve X ısını difraksiyonu (XRD) imkanları kullanılarak gerçeklestirilmistir. Üretilenkaplamaların sertliği Ni matris içerisindeki partikül hacmine bağlı olarak 402-551 Hvarasında ölçülmüstür. Yüzey aktif maddelerin zeta potansiyeline etkisi, Ni matrisiçerisindeki Al2O3 partiküllerinin biriktirilmesi ve dağılımına etkileri incelenmistir.Kaplama tabakasında artan Al2O3 partikül miktarı ile asınma dayanımının arttığı,ancak yüzey aktif madde miktarının 200 mg/l üzerinde olması durumunda düstüğüanlasılmıstır.Anahtar Kelimeler: Elektrolitik kompozit kaplama, nano MMK, Al2O3 partiküldağılımı, sertlik, asınma

In the present work, Ni/Al2O3 metal matrix composite (MMC) coatings wereprepared from a modified Watt's type electrolyte containing nano-Al2O3 particles bydirect current (DC) plating method. It was aimed to develop optimum processparameters of Al2O3 content, and surfactant quantity for obtaining non-agglomeratedand high volume of ceramic particles in the deposited Ni matrix. Since Ni coatingshave low surface hardness, this application is thought to provide new materials fordies, tools and different parts for automobiles and microdevices. Al2O3 nano particleswith average particle size of 80 nm were co-deposited with nickel matrix on the steelsubstrates. The characterization of the coatings was investigated by scanning electronmicroscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD) facilities. The hardness of theresultant coatings was also measured and found to be 402 ? 641 Hv depending on theparticle volume in the Ni matrix. The effects of the surfactant on the zeta potential,co-deposition and distribution of Al2O3 particles in nickel matrix were investigated.The wear resistance was found to increase with increasing particle content at thedeposited layer, however increasing surfactant ratio beyond 200 mg/l was fount toreveal inverse effect.Keywords: Electrocodeposition, hardness, nano MMC, particle distribution, processoptimization, wear