وبلاگ

پوشش های کامپوزیتی از اوایل قرن نوزدهم مورد توجه قرار گرفته و اولین بار در سال 1928 پوشش کامپوزیتی مس-گرافیت برای اجزای موتور ماشین آزمایش شد ]1[. خواص خوب مکانیکی و مقاومت به اکسیداسیون و خواص مغناطیسی خوب این پوشش ها سبب شده در سال های اخیر مورد توجه خاصی قرار گرفته و در صنایع مختلف کاربرد زیادی پیدا کنند ]2[.

 

بهترین روش ایجاد پوشش های کامپوزیتی آبکاری الکتریکی است که از مزایای آن می توان به موارد زیر اشاره نمود:

 

1- به فشار و دمای بالا نیاز ندارد.

 

2- غلظت و فاصله بین ذرات رسوب قابل کنترل است.

 

3- اجزاء تغییر شکل نمی دهند.

 

4- به تجهیزات گرانقیمت نیاز ندارد.

 

5- امکان تولید در مقیاس صنعتی وجود دارد ]3و4[.

 

برای تهیه کامپوزیتهای زمینه فلزی اگر ذرات سرامیکی در الکترولیت به درستی پراکنده شوند و در طول آبکاری به طور همزمان رسوب کنند، رسوب نشانی الکتریکی یک روش مناسب است ]5[.

 

2-2- آبکاری الکتریکی

 

آبکاری الکتریکی فرآیندی است که در آن با استفاده از جریان برق لایه نازکی از یک فلز روی سطح فلزی دیگر رسوب داده میشود. اساس آبکاری الکتریکی به اینصورت است که در اثر عبور جریان الکتریسیته از یک الکترولیت فلز محلول در آن روی کاتد رسوب کرده و متعاقبا مقداری از فلز آند وارد محلول میشود به این ترتیب ترکیب الکترولیت ثابت می ماند ]6[. آبکاری الکتریکی برای ایجاد      پوشش های تزئینی و محافظ اصلاح سطوح ساییده شده یا اضافه ماشین کاری شده، قطعه سازی یا بعبارتی شکل دهی الکتریکی قطعات شکل پیچیده که دارای زوایای متغیر، ابعاد دقیق و سطوح طرح دار هستند بکار میرود. عملیات آندکاری، تمیزکاری الکتریکی، پرداخت الکتریکی اسید شویی آندی، استخراج و تصفیه فلزات بکار میرود ]6[.

 

در رسوبدهی الکتریکی بایستی یک مدار الکتریکی با حضور یک باتری یا منبع تغذیه در خارج الکترولیت و یون های باردار در داخل محلول برقرار گردد. لذا برای انجام فرآیند رسوبدهی الکتریکی هدایت الکتریکی مدار و تحرک یون های فلزی ضروری است ]2[.

 

1-2-2- مزایا و معایب آبکاری الکتریکی

 

از مزایای پوشش دهی از طریق آبکاری الکتریکی نسبت به سایر روش ها به موارد زیر می توان اشاره نمود:

 

1- انجام فرآیند آبکاری دردمای پایین که خود باعث می شود تا قطعه دچار اعوجاج نگردد و واکنشهای مخرب ایجاد نشود.

 

2- پوشش های حاصل از این روش چسبندگی خوبی با زیر لایه دارند.

 

3- سرعت بالای تولید.

 

 

 

4- قابلیت ایجاد ساختاری فشرده و عاری از تخلخل.

 

5- هیچگونه محدودیت در میزان ضخامت پوشش از این روش وجود ندارد و برای فلزات نیکل
می توان به ضخامت mm 13 نیز رسید.

 

6- قابلیت رسوبدهی فازهای غیر تعادلی.

 

7- با تنظیم شرایط آبکاری می توان سختی، تنش داخلی و خصوصیات متالورژی پوشش را تغییر داد.

 

و معایب آن عبارتند از:

 

1- بدلیل اینکه توزیع چگالی جریان در قطعه یکنواخت نمی باشد پوشش تمایل به ضخیم شدن در لبه ها و گوشه ها و نازک شدن در فرورفتگی ها و مرکز سطوح را دارد.

 

2- اندازه حمام آبکاری محدود به ابعاد قطعه کار می باشد ]5و8[.

 

تاریخچه آبکاری الکتریکی به سال 1800 بر می گردد که یک دانشمند ایتالیایی طلا را برای اولین بار به صورت آبکاری الکتریکی پوشش داد. تا سال 1840 کار او تقریبا ناشناخته باقی ماند تا اینکه دوباره در سال 1841 هنری[1] و دوستش دو دانشمند بریتانیائی و روسی که ترکیب حمام آبکاری سیانیدی طلا را ابداع کرده بودند، اولین آبکاری طلا و نقره را به ثبت رسانیدند. امروزه با وجود حمامهای آبکاری با ترکیبات جدید و تجهیزات پیشرفته می توان آبکاری پیوسته سیم و یا تسمه، آبکاری قطعات فلزی با اشکال پیچیده را انجام داد ]9[.

 

3-2- آبکاری پوشش های کامپوزیتی

 

مواد کامپوزیتی مواد مهندسی ای هستند که از دو یا چند جزء تشکیل شده اند به گونه ای که این مواد مجزا و در مقیاس ماکروسکوپی قابل تشخیص هستند. کامپوزیت از دو قسمت اصلی ماتریکس[1](زمینه) و تقویت کننده (پرکننده) تشکیل شده است. ماتریکس با احاطه کردن تقویت کننده آنرا در محل نسبی خودش نگه می دارد و تقویت کننده موجب بهبود خواص مکانیکی ساختار  می گردد [10].

 

در پوشش های نانوکامپوزیتی، قطر ذرات تقویت کننده از ابعاد میکرمتری به زیر 100 نانومتر کاهش پیدا می کند و این امر باعث می شود که سختی، استحکام، مقاومت به سایش و مقاومت به خوردگی پوشش به مقدار قابل توجهی افزایش یابد. دستیابی به این خصوصیات مطلوب باعث کاربرد وسیع   پوشش های نانوکامپوزیتی در صنایع مختلف شده است ]10[. در تولید پوشش های نانوکامپوزیتی به روش آبکاری الکتریکی می توان از جریان مستقیم و پالسی[2] استفاده کرد. در روش آبکاری الکتریکی پالسی نسبت به روش آبکاری الکتریکی مستقیم، ذرات به مقدار بیشتر و با یکنواختی بیشتر در زمینه وارد می شوند و از طرفی به علت بیشتر بودن پارامترهای فرآیند تولید کنترل بهتر خواص پوشش در این روش امکانپذیر است.

 

پارامترهای تولید مثل دانسیته جریان، سیکل کاری[3]، فرکانس، سرعت چرخش محلول و افزونی ها تاثیر زیادی در مقدار ذرات استحکام دهنده و همچنین توزیع آن ها در زمینه دارد ]11[.

 

1-3-2- مزایا و معایب آبکاری کامپوزیتی

 

مزایا:

 

1- توانایی تولید موادی با خواص تدریجی برای کاهش احتمال پدیده های ورقه ای شدن و پوسته ای شدن.

 

2- توانایی انجام فرآیند بطور مداوم.

 

3- کاهش تلفات که اغلب روشهای غوطه وری و پاشش با آن مواجه اند.

 

4- آلودگی کمتری نسبت به سایر روشها ایجاد می کند.

 

5- بکارگیری آسان و عملی برای قطعات با هر شکل هندسی.

 

6- توانایی و تشکیل پیوند اتمی با زیر لایه که قوی تر از پیوندهای مکانیکی حاصل از روش هایی مانند پاشش حرارتی می باشد ]12[.

 

معایب:

 

1- بهم پیوستن ذرات و توده ای شدن در اثر اعمال شرایط نامناسب الکترولیتی.

 

2- کاهش خاصیت انعطاف پذیری با افزودن ذرات مغناطیسی.

 

3- پوشش های الکتروشیمیایی کامپوزیتی بدلیل حجم کم ذرات محبوس شده، سختی و مقاومت به سایش کمتری نسبت به پوشش های پراکندگی دیگر دارند ]13[.

 

2 Matrix

 

1 Pulse and Direct Current

 

2 Duty Cycle

 

1 Henry