Ni-b/hBN kompozit kaplamaların elektrodepolama yoluyla üretilmesi ve özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışma kapsamında, St-37 çelik altlık üzerine elektro-kimyasal depolama yöntemi ile Ni-B alaşımı hBN ile takviye edilerek kompozit kaplama elde edilmiştir. Karşılaştırma yapabilmek amacıyla saf Ni ve Ni-B alaşımı kaplamalarda elektro-kimyasal olarak depolanmıştır. Kaplamalarda kullanılan hBN ortalama toz boyutu 1μm'dur ve bor kaynağı olarak trimetilamin boran(trimethylamine borane-TMAB) kullanılmıştır. Öncelikli olarak TMAB'ın etkisini irdelemek amacıyla farklı TMAB konsantrasyonlarına sahip banyolarda Ni-B alaşım kaplamalar üretilmiştir. Bununla birlikte, farklı hBN banyo konsantrasyonlarının kaplamaya etkisini incelemek için, değişik hBN parçacık içerikli banyolarda kompozit filmler elde edilmiştir. Ni-B/hBN kompozit kaplamasına surfaktant(yüzey aktifleştirici) ve ultrasonik karıştırmanın etkilerini ortaya çıkarmak için çalışmalar yapılmıştır. Üretilen kompozit filmlerin elektrokimyasal davranışları dönüşümlü voltametri tekniği(CV) ile, kristal yapıları XRD ile, yüzey morfolojileri ve içerik analizi SEM ve EDS ile incelenmiş, ayrıca mikrosertlik ve yüzey pürüzlülük ölçümleri de yapılmıştır. Elde edilen Ni-B/hBN kompozit kaplamaların % 3,5 NaCl içeren çözelti içerisinde, açık devre potansiyeli ve Tafel ektrapolasyon metotlarıyla korozyon performansları incelenmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda kompakt görünümlü, ince kristalli bir yapı elde edildiği ve kompozit kaplamaların sertlik değerlerinin saf nikele göre artış gösterdiği belirlenmiştir. Kompozit kaplamaların korozyon dayanımlarının saf nikel ve Ni-B alaşımına göre daha iyi olduğu saptanmıştır.

In this study Ni-B/hBN composite coatings have been produced using electrodeposition technique by reinforcing Ni-B matrix with hBN on st-37 low carbon steel. Also pure Ni and Ni-B alloy coatings was deposited electrochemically in order to make comparisons. The hBN average particle size that is used in coatings is 1µm and trimethylamine borane(TMAB) was used as source of boron. Primarily Ni-B alloy coatings was produced in different TMAB bath concentrations for investigate effect of TMAB amount. However, Ni-B/hBN composite films were obtained in plating baths with various hBN particles concentration to evaluate the influence of different hBN content. In addition to this, effect of surfactants and ultrasonic stirring to the composite films were investigated. Electrochemical behaviors, crystal structures, surface morphologies and chemical composition of produced films analysed with cyclic coltametry(CV), XRD SEM and EDS, respectivelly. Also microhardness and surface roughness of the coatings were measured. Additionally corrosion resistance of the coatings was evaluated by open circuit potential and Tafel extrapolation methods in %3,5 w.t. NaCl solution. The results obtained in this study indicate that smooth, compact and fine grained composite deposits were produced and the microhardness values of composite coatings was higher than that of pure nickel coating. Besides, it was found that corrosion performances of the composite coatings better than pure nickel and Ni-B alloy coatings.