Структура та властивості композиційних ніклевих покриттів, одержаних програмно-реґульованим струмом

В. В. Титаренко$^{1}$, В. О. Заблудовський$^{2}$

$^{1}$Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», просп. Дмитра Яворницького, 19, 49005 Дніпро, Україна
$^{2}$Український державний університет науки і технологій, вул. Академіка Лазаряна, 2, 49010 Дніпро, Україна

Отримано: 09.09.2024; остаточний варіант - 20.11.2024. Завантажити: PDF

Аналіза результатів дослідження катодних поляризаційних кривих і впливу режимів осадження на катодний вихід за струмом, тонку структуру, структуру росту у поперечному перерізі, мікротвердість і зносостійкість композиційних ніклевих покриттів уможливила встановити режими програмно-реґульованого струму (густину ступенів електричного струму, що чергуються, а також їхню тривалість), за яких спостерігається формування мікрошаруватих структур композиційних ніклевих покриттів з підвищеним вмістом частинок нанодіяманту (2,6% мас.) і товщиною мікрошарів < 1 мкм. Показано, що чергування ступенів постійного струму густиною від гранично допустимої за якістю покриття, що осаджується, до граничної за дифузією уможливлює підвищити мікротвердість і зносостійкість покриттів, збільшити швидкість їхнього осадження. Досліджено кінетику зародкоутворення та росту композиційних ніклевих покриттів, одержаних програмно-реґульованим струмом. Зі збільшенням катодної перенапруги від 0,97 В до 1,26 В і зі збільшенням густини струму від 100 А/м2 до 500 А/м2 швидкість зародження кристалічних зародків збільшується у 1,3–1,7 разів, а швидкість росту — у 2,5–3,0 рази. Спостерігається формування композиційних ніклевих покриттів з більш дрібнокристалічною структурою, про що свідчить зменшення розмірів блоків мозаїки від 96 нм до 65 нм.

Ключові слова: композиційні ніклеві покриття, частинки ультрадисперсного діяманту, програмно-реґульований струм, мікрошарувата структура росту, тонка структура, механічні властивості.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i04/0415.html

PACS: 62.20.Qp, 68.35.Gy, 68.55. Nq, 68.60.Dv, 81.15.Pq, 81.40.Ef, 81.65.Rv


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. H. Kazimierczak, K. Szymkiewicz, E. Gileadi, and N. Eliaz, Coatings, 9, No. 2: 93 (2019).
  2. R. Hessam, P. Najafisayar, and S. Rasouli, Mater. Renew. Sustain. Energy, 11: 259 (2022).
  3. S. I. Ghazanlou, A. H. S. Farhood, S. Ahmadiyeh, E. Ziyaei, A. Rasooli, and S. Hosseinpour, Metall. Mater. Trans. A, 50: 1922 (2019).
  4. E. P. Shtapenko, E. O. Voronkov, V. O. Zabludovs’kyy, V. V. Tytarenko, V. S. Krayeva, and V. M. Kuznetsov, J. Chem. Technol., 31, No. 3: 516 (2023) (in Ukrainian).
  5. V. V. Tytarenko and V. O. Zabludovs’kyy, Zhurnal Fizychnykh Doslidzhen’, 27, No. 4: 4602 (2023) (in Ukrainian).
  6. E. P. Shtapenko, V. V. Tytarenko, V. O. Zabludovs’kyy, and Ye. O. Voronkov, Kvantovo-Mekhanichni Doslidzhennya Protsesiv Ehlektrokrystalizatsiyi Metaliv ta Kompozytsiynykh Materialiv [Quantum Mechanical Studies of Electrocrystallization Processes of Metals and Composite Materials] (Dnipro: Serednyak T.K.: 2024) (in Ukrainian).
  7. V. V. Tytarenko, V. A. Zabludovskiy, E. Ph. Shtapenko, I. V. Tytarenko, and S. A. Grishechkin, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 42, No. 3: 333 (2020) (in Russian).
  8. S. I. Mudryy, Yu. O. Kulyk, and A. S. Yakymovych, Rentgenostrukturnyy Analiz u Materialoznavstvi [X-Ray Structural Analysis in Materials Science] (Lviv: LNU imeni Ivana Franka: 2017) (in Ukrainian).
  9. V. O. Zabludovs’kyy, V. V. Tytarenko, and E. P. Shtapenko, Sposib Otrymannya Mikrosharuvatykh Kompozytsiynykh Ehlektrolitychnykh Nikelevykh Pokryttiv [Method for Producing Microlayered Composite Electrolytic Nickel Coatings], Patent of Ukraine No. 125885 (Published June 22, 2022) (in Ukrainian).
  10. V. A. Zabludovskiy, E. F. Shtapenko, and V. V. Titarenko, Programmnyy Impul’snyy Ehlektroliz Metallov i Kompozitsionnykh Materialov [Software Pulse Electrolysis of Metals and Composite Materials] (Lambert Academic Publishing, Saarbrücken: 2019) (in Russian).
  11. V. A. Zabludovskiy and V. V. Dudkina, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 32, No. 6: 757 (2010) (in Russian).