فهرست مطالب
عنوانصفحه
فصل اول: مقدمه. 2
فصل دوم : مروری بر منابع.. 4
2-1 سايش… 4
2-2 مکانیزم‌ها و فرآيندهاي سايش… 5
2-2-1 سايش خراشان. 6
2-2-2 سايش چسبان. 7
2-2-3 سایش ورقه‌ای.. 7
2-2-4سایش تریبوشیمی. 8
2-2-5سایش نوسانی. 8
2-2-6سایش خستگی سطحی. 9
2-3 ضریب اصطکاک… 10
2-4روانکارهای جامد. 11
2-5دسته بندي فرايندهاي صنعتی جهت مقاوم سازي سطوح در مقابل سایش و اصطکاک… 12
2-6 مروری بر پوشش‌های مورد استفاده برای کاهش سایش و ضریب اصطکاک… 13
2-7 فرایند الکترولس نیکل. 17
2-7-1 تاريخچه آبکاري الکترولس نيکل. 18
2-7-2 مقايسه پوشش‌هاي الکترولس نيکل با پوشش‌هاي رسوب الکتريکي نيکل. 18
2-7-3 مزاياي پوشش‌هاي الکترولس نیکل نسبت به پوشش‌هاي رسوب الکتريکي نيکل. 18
2-7-4 معايب پوشش‌هاي الکترولس نسبت به پوشش‌هاي رسوب الکتريکي نيکل. 19
2-7-5اجزای تشکیل دهنده حمام الكترولس نيكل. 19
2-7-6انواع حمام‌های الکترولس نیکل. 21
2-7-7مكانيزم رسوب‌دهي در حمام‌هاي اسيدي الکترولس با عامل احیا کننده هيپوفسفيت.. 23
2-7-8 پايه در آبکاری الکترولس و آماده‌سازي سطح آن. 25
2-7-9 آماده‌سازي سطح پايه براي آبکاري الکترولس… 26
2-7-10 ساختار و مورفولوژي پوشش‌هاي الكترولس نيكل-فسفر. 27
2-7-11 اندازه دانه پوشش الکترولس… 28
2-8 دسته بنديپوشش‌هاي الکترولس نيکل-فسفر. 29
2-9 برخی از خواص پوشش‌هاي الکترولس نيکل- فسفر 31
2-9-1 خواص مکانیکی. 31
2-9-2چسبندگي 33
2-9-3یکنواختی پوشش… 33
2-9-4تخلخل 34
2-9-5 قابليت لحيم‌کاري.. 35
2-9-6 ظاهر و درخشندگي. 35
هفت |
2-9-7 رفتار تريبولوژيكي. 35
2-9-8 مقاومت به خوردگي. 36
2-10 عمليات حرارتي پوشش الكترولس… 40
2-11 کاربردهاي پوشش الکترولس نيکل. 45
2-12 پوشش‌های هیبریدی.. 46
2-13جمع‌بندی پژوهش مروری و هدف تحقیق حاضر. 48
فصل سوم : مواد و روش آزمایش… 49
3-1 مواد. 49
3-1-1 فلز پايه 49
3-1-2 پوشش 49
3-2آماده سازي نمونهها جهت پوشش‌دهی.. 50
3-3فرايند پوششدهي. 51
3-3-1 حمام الکترولس… 51
3-3-2کنترل و اندازهگيري دما 52
3-3-3 کنترل و اندازهگيري pH.. 52
3-3-4هم زدن محلول الکترولس… 52
3-4 عمليات حرارتی نمونهها 53
3-5ارزیابی نمونهها 53
3-5-1 متالوگرافي 53
3-5-2 ريزسختي سنجي. 54
3-5-3 آناليز پراش پرتو ايكس(XRD) 54
3-5-4 بررسی مورفولوژی و ترکیب شیمیایی پوششها 54
3-5-5 چسبندگی پوشش… 55
3-5-6ارزيابي رفتار تريبولوژيكي. 56
فصل چهارم : یافتهها و بحث… 57
4-1ساختار و آنالیز پوششها …………………………………………………………………………………………………………………………………. 57
4-1-1 بررسی فازی پوششها 57
4-1-2مورفولوژی سطح و آنالیز پوششها 60
4-2 ریزسختی سنجی پوششها 68
4-3 چسبندگی پوششها 71
4-4ضریب اصطکاک و رفتار سایشی پوششها 75
فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات.. 89
5-1 نتیجه گیری.. 89
5-1 پیشنهادات.. 91
مراجـــع 92
هشت |
فهرست جداول
عنوانصفحه
جدول 2-1: برخی از روانکارهای جامد پرکاربرد. 12
جدول 2-2:خواص پوشش‌هاي الكترولس Ni-P. 31
جدول2-3:نرخ خوردگي پوشش الكترولس نيكل در محيط‌هاي مختلف… 39
جدول2-4:نرخ خوردگی پوشش الکترولس نیکل-فسفر و نیکل-بور در محیطهای مختلف… 40
جدول 3-1:ترکيب شيميايي اسمی فولاد زنگ نزن آستنيتي 316. 49
جدول3-1: مواد مورد نیاز برای ساخت حمام یک لیتری.. 50
جدول3-2:غلظت اجزاء سازنده حمام اشلوتر نیکل-فسفر. 50
جدول 4-1:تعداد ترک و متوسط فاصله بین ترکها در آزمون چسبندگی پوشش… 72
نه |
فهرست شکل ها
عنوانصفحه
شکل 2-1:انواع فرایندهای سایش 5
شکل2-2: انواع مکانیزمهای سایش 5
شکل2-3:انواع فرايندهاي سايش بر اساس نوع حرکت… 6
شکل2-4:سايش خراشان الف) دو جسمي و ب) سه جسمي.. 7
شکل2-5: مکانيزم‌هاي مختلف گسيختگي اتصالات سطحي و سايش چسبان. 8
شکل2-6:مراحل مختلف سايش نوساني.. 9
شکل 2-7:تشکيل و اشاعه ترک در مکانيزم خستگي سطحي.. 10
شکل2-8:انواع عمليات متالورژي سطح بر حسب ضخامت لايه. 13
شکل2-9:تصویرSEMمقطع عرضی پوشش دولایه الکترولس نیکل-فسفر/نیکل-فسفر-تنگستن 15
شکل2-10: ریزسختی پوشش‌های کامپوزیتی معمولی و عملیات حرارتی شده 16
شکل2-11:مقاومت سایشی پوشش‌های نیکل-فسفر با و بدون ذرات کامپوزیتی.. 17
شکل 2-12:شماتيک احيا نيکل و فرايند اکسيداسيون هيپوفسفيت سديم در سطح نيکل الف) پيش از واکنش ب) پس از واکنش…. 25
شكل2-13:دياگرام فازي نيكل- فسفر. 29
شكل 2-14:تصاوير ميكروسكوپی الكتروني عبوري (چپ) و الگوي پراش ناحيه منتخب (راست) پوشش‌هاي الکترولس Ni-P با 3/6 درصد فسفر روي آلياژ Al5086عملیات خرارتی شده در الف) و ب) دماي 300 درجه سانتي‌گراد، ج) و د) دماي 350 درجه سانتي‌گراد،و) و ی) دماي 450 درجه سانتي‌گراد 30
شكل 2-15:تاثیر مقدار فسفر بر استحكام كششي پوشش‌هاي الكترولس Ni-P. 32
شكل 2-16:تاثیر تركيب شيميايي بر سختي پوشش‌هاي الكترولس نيكل. 33
شكل 2-17:يکنواختي پوشش الکترولس نيکل- فسفر در مقايسه با پوشش رسوب الکتريکي نيکل 34
شكل2‑18:تاثیر درصد فسفر بر درجه حرارت استحاله پوشش‌هاي نيکل- فسفر 41
شكل 2‑19: ارتباط زمان و درجه حرارت عمليات حرارتي براي کريستاله شدن پوشش‌هاي آمورف نيکل- فسفر 42
شكل2-20:تغييرات سختي پوشش الکترولس نيکل-فسفر (5/10 درصد فسفر) بر حسب دماي عمليات حرارتي (زمان 1 ساعت) 43
شكل2-21:تغييرات سختي پوشش الکترولس نيکل-فسفر (5/10 درصد فسفر) بر حسب زمان عمليات حرارتي.. 43
شکل3-1:تصویر از سطح نمونهها الف) زیرلایه، ب) نمونه ماسه‌پاشی شده و ج) پوشش نیکل-فسفر. 51
شکل3-2: شماتيكي از وضعيت حمام و محل قرارگيري تجهيزات لازم. 52
شکل3-3:حمام الکترولس نیکل-فسفر 53
شکل3-4:مراحل انجام آزمون چسبندگی پوشش الف) قبل و ب) بعد از آزمون. 55
شکل3-5:شماتیکی از آزمون سایش پين روی ديسک…. 56
شکل3-6:دستگاه سايش پين بر روي ديسک مورد استفاده در اين تحقيق.. 56
شکل 4-1: الگويپراش پرتو ایکسپوششهاي کم فسفر الف) پوشش خام و ب) پوشش عملیات حرارتی شده 58
شکل 4-2:الگوي پراش پرتو ایکسپوششهاي متوسط فسفر الف) پوشش خام و ب) پوشش عملیات حرارتی شده. 59
شکل 4-3:الگوي پراش پرتو ایکسپوششهاي فسفر بالا الف) پوشش خام و ب) پوشش عملیات حرارتی شده 60
شکل4-4:تصوير SEMاز سطح پوشش الکترولس Ni-P سه لایه فسفر پایین/فسفر متوسط/فسفر بالا پوشش‌دهی شده 62
ده |
شکل4-5:تصوير SEMاز سطح مقطع پوشش الکترولس Ni-P سه لایه فسفر پایین/فسفر متوسط/فسفر بالا پوشش‌دهی.. 63
شکل4-6:تصوير SEMاز سطح مقطع پوشش الکترولس Ni-P سه لایه فسفر پایین/فسفر متوسط/فسفر بالا پوشش‌دهی.. 63
شکل4-7:آنالیزEDSاز سطح نمونه سه لایه فسفر پایین/فسفر متوسط/فسفربالا پوشش‌دهی شده به صورت پله‌ای.. 64
شکل 4-8:تصوير SEMاز سطح پوشش الکترولس Ni-P سه لایه فسفر پایین/فسفر متوسط/فسفر بالا پوشش‌دهی.. 64
شکل4-9:آنالیزEDSاز سطح نمونه هیبریدی سه لایه فسفر پایین/فسفر متوسط/فسفر بالا پوشش‌دهی شده به صورت هیبریدی.. 65
شکل 4-10:تصوير SEMاز سطح پوشش الکترولس Ni-P سه لایه فسفر بالا /فسفر متوسط/فسفر پایین پوشش‌دهی.. 66
شکل 4-11:تصوير SEMاز سطح مقطع پوشش الکترولس Ni-P سه لایه فسفر بالا /فسفر متوسط/فسفر پایین پوشش‌دهی.. 67
شکل4-12:آنالیزEDSاز سطح نمونه سه لایه فسفر بالا /فسفر متوسط/فسفر پایین پوشش‌دهی شده به صورت پله‌ای.. 67
شکل4-13:تصوير SEMاز سطح پوشش الکترولس Ni-P سه لایه فسفر بالا /فسفر متوسط/فسفر پایین پوشش‌دهی شده 69
شکل4-14: آنالیزEDSاز سطح نمونه سه لایه فسفر بالا /فسفر متوسط/فسفر پایین پوشش‌دهی شده به صورت هیبریدی.. 70
شکل4-15: آنالیزEDSسطح مقطع نمونهها (از لایه میانی پوشش) 70
شکل4-16:تاثیر عملیات حرارتی و لایه‌های مختلف بر ریزسختی نمونه 71
شکل4-17:سطح انحنای نمونههای سندبلاست شده پس از آزمون چسبندگی.. 73
شکل4-18:سطح انحنای نمونههای سندبلاست و عملیات حرارتی شده پس از آزمون چسبندگی.. 74
شکل4-19:سطح انحنای نمونههای سندبلاست نشده و عملیات حرارتی شده پس از آزمون چسبندگی.. 75
شکل4-20:تغييرات ضريب اصطکاک بر حسب مسافت لغزش برای زیرلایه فولاد زنگ نزن. 76
شکل4-21:تغييرات ضريب اصطکاک بر حسب مسافت لغزش الف) نمونه سه لایه فسفر پایین/فسفر متوسط/فسفر بالا پوشش‌دهی. 76
شکل4-22:تغييرات ضريب اصطکاک بر حسب مسافت لغزش الف) نمونه سه لایه فسفر پایین/فسفر متوسط/فسفر بالا پوشش‌دهی.. 77
شکل4-23:تغييرات ضريب اصطکاک بر حسب مسافت لغزش الف) نمونه سه لایه فسفر بالا/فسفر متوسط/فسفر پایین پوشش‌دهی. 78
شکل4-24: تغييرات ضريب اصطکاک بر حسب مسافت لغزش الف) نمونه سه لایه فسفر بالا/فسفر متوسط/فسفر پایین پوشش‌دهی.. 79
شکل4-25:مقادیر ضريب اصطکاک بدست آمده برای نمونههای مختلف…. 79
شکل4-26:منحني کاهش وزن برحسب ميزان بار اعمالي.. 80
شکل4-27:نمودارهاي کاهش وزن نمونههای پوشش داده شده و زیرلایه بر حسب مسافت لغزش در دماي محيط.. 82
شکل4-28:مقادير كاهش وزن نمونههای ديسکی شکل بعد از طي مسافت لغزش 500 متر تحت نيروي 20 نيوتن برای نمونههای.. 82
شکل4-29:مقادير كاهش وزن پین بعد از طي مسافت لغزش 500 متر تحت نيروي 20 نيوتن برای نمونههای مختلف…. 83
شکل4-30:تصاویرSEMاز سطح سایش پوشش سه لایه فسفر پایین/فسفر متوسط/فسفر بالا عملیات حرارتی شده در. 85
شکل4-31:آنالیزEDSاز نقاط مختلف در تصویر 4-30. 86
شکل4-32:تصاویرSEMاز سطح سایش پوشش سه لایه فسفر بالا/فسفر متوسط/فسفر پایین در بزرگنمایی‌های مختلف توسط.. 87
شکل4-33:آنالیزEDSاز نقاط مختلف در تصویر 4-32. 88
یازده |
