Graphene reinforcement of nickel-cobalt matrix nanocomposites by different type of current electrodeposition

Abstract

Ni-Co alaşımları üstün aşınma direci, yüksek mukavemeti, iyi ısı iletkenliğine sahip olmaları sebebiyle sanayide kullanımı oldukça yaygın olan önemli alaşımlardır. Alaşımlara üçüncü faz ilavesinin onların özelliklerini iyileştirdiği bilinmektedir. Grafen çok yüksek yüzey alanı, çok iyi elektrik, optik, mekanik vs. özelliklerinden dolayı katkı malzemesi olarak oldukça popüler olmuştur. Kaplama yöntemlerinden biri olan elektrodepozisyon, üretim esnasında parametrelerinin kolaylıkla kontrol edilebilmesi, fazladan maliyete sebep olan yüksek sıcaklık ve basınç gerektirmemesi ve karmaşık şekillere uygulanabilmesinden dolayi önemli bir kaplama yöntemidir. Elektrodepozisyon akım tipinin kaplama özelliklerini değiştirdiği bilinmektedir.Bu çalışmada bakır plakalar, elektrodepozisyon kaplama methoduyla nikel kobalt alaşımı ve grafen takviyeli nikel kobalt metal matriksli nano kompozitlerle kaplanmıştır. Kaplamada akım türü değiştirilmiştir. Elekrodepozisyon sırasında Doğru akım (DC), Pulse akım (PC), Pulse-Reverse akım (PRC) ve Rampa akım uygulanmıştır. Faz analizi, yüzey morfolojisi, mekanik özellik ve tribolojik özellikler incelenmiştir. Grafenin ve akım türünün kaplama özelliklerini iyileştirdiği görülmüştür. Akım türünde en iyi sonuçlar PRC'de elde edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Ni-Co, grafen, kaplama, nanokompozit, elektrodepozisyon.

Ni-Co alloys are notable alloys used widely in industry because they have very good wear resistance, high degree of strength and heat conductivity. It is known that third phase addition to alloys improves the properties of them. Graphene has become very popular as a reinforcement material since it has large specific surface and very good electrical, optical, mechanical etc. properties. Electrodeposition is an important coating method because the parameters of the process can be controlled easily during coating process, it doesn't require neither high temperature nor high pressure which result in cost increase and it can be applied complicated shapes. It is known that electrodeposition current type changes coating properties.In this study copper plates were coated by nickel cobalt alloy and graphene reinforced nickel cobalt metal matrix nanocomposites by electrodeposition coating method. Current types were changed in coating processes. Direct current (DC), pulse current (PC), pulse reverse current (PRC), and ramp current types were applied during electrodeposition. Phase analysis, surface morphology, mechanical and tribological properties were examined. It was observed that properties of coating are enhanced by current type and adding graphene. The best results were obtained when PRC type was used.Keywords: Ni-Co, graphene, coating, nanocomposite, electrodeposition.