اعمال پوشش‌های ‌نیکل - تنگستن - فسفر حاوی نانو ذرات WS۲ به روش الکترولس روی آلومینیوم و بررسی خواص سایش و خوردگی آن‌ها

چکیده:

روش پوشش‌دهی الکترولس با توجه به داشتن خواصی نظیر یکنواختی پوشش و امکان ایجاد پوشش روی سطوح با اشکال پیچیده و همچنین انواع زیرلایه، یکی از روش‌های مناسب پوشش‌دهی می‌باشد. پوشش‌های الکترولس نیکل – فسفر با توجه به خواص مطلوب خود کاربرد بسیاری در صنایع مختلف دارند و مطالعات بسیاری روی آن‌ها انجام شده است. اما پوشش‌های الکترولس سه و چهار یا چند آلیاژی و همچنین پوشش‌های الکترولس کامپوزیتی که با هم رسوبی نانو یا میکرو ذرات به دست می‌آیند نسبتا جدیدتر هستند و برای دستیابی به خواص مطلوب، نیاز است که پژوهش بیشتری روی آن‌ها انجام پذیرد. در این پژوهش از نانوذرات دی سولفید تنگستن (WS₂) که جزء روانکار‌های جامد بوده و خواص ضد خوردگی نیز دارد به منظور بهبود مقاومت به خوردگی و سایش آلومینیوم استفاده شد. ابتدا تاثیر pH بر پوشش الکترولس نیکل – فسفر بررسی شد و بر اساس نتایج، pH بهینه 5_/9 انتخاب شد. در مرحله‌ی بعد در pH ثابت 5_/9 تاثیر غلظت سدیم تنگستات بر خواص پوشش الکترولس نیکل – تنگستن – فسفر مورد بررسی قرار گرفت و غلظت 40 گرم بر لیتر سدیم تنگستات غلظت بهینه انتخاب شد. بر اساس آنالیز‌های انجام شده پوشش نیکل- تنگستن – فسفر مقاومت به خوردگی و مقاومت به سایش بهتری نسبت به زیرلایه و پوشش الکترولس نیکل – فسفر داشت. در مرحله‌ی آخر، پوشش الکترولس کامپوزیتی Ni – W – P – WS₂ با غلظت‌های مختلف نانو ذرات روی زیرلایه اعمال شد و تاثیر غلظت نانو ذرات بر خواص مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی خواص تمامی پوشش‌های اعمال شده از آنالیز‌های میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM) جهت بررسی نحوه‌ی توزیع عناصر و نانوذرات، آنالیز EDS جهت تعین درصد وزنی عناصر و نانوذرات، آنالیز توزیع عنصری (mapping) به منظور شناسایی و اندازه‌‌گیری فراوانی عناصر و نانوذرات در پوشش‌ها و نقشه‌ی توزیع آن‌ها، پراش اشعه ایکس (XRD) به منظور آنالیز فازی پوشش‌ها، میکرو سختی سنجی و آنالیز‌های مربوط به خوردگی شامل پتانسیل مدار باز (OCP)، پلاریزاسیون تافل و طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) در محلول wt.% NaCl  5_/3 استفاده شد. با بررسی نتایج، غلظت 3/0 گرم بر لیتر از نانوذرات WS₂ به عنوان غلظت بهینه انتخاب شد. نتایج نشان داد که با افزودن غلظت 4/0 گرم بر لیتر از نانوذرات WS₂ ضریب اصطکاک پوششNi - W – P از 92/0 به 37/0 کاهش می‌یابد و پوشش Ni – W – P – WS2 مقاومت به سایش بهتری نسبت به پوشش الکترولس Ni – P و Ni – W – P دارد. همچنین مقاومت پوشش Ni - W – P با افزودن غلظت 3/0 گرم بر لیتر از نانوذرات WS₂ از 7266 به 15615 .cm²Ω افزایش یافت.