Mechanical Characterization of Electrodeposition of Ni-P Alloy Coating

Abstract

Процес електроосадження відіграє вирішальну роль у формуванні тонких плівок на інших матеріалах, зокрема, електроосадження сплаву нікель-фосфору, через його важливі властивості. У дослідженні покриття Ni-P були нанесені на сталеві (Х52) підкладки методом електроосадження з розчину, що містить сульфат нікелю, гіпофосфіт натрію (NaH2PO2). Склад, морфологія поверхні та механічні властивості покриттів Ni-P вивчалися за допомогою методів SEM, EDAX, методу Віккерса, методів вагових втрат та потенціодинамічної поляризації. Досліджували вплив густини струму на морфологію поверхні, вміст фосфору, мікротвердість та корозію покриттів. Було помічено, що як вміст фосфору, так і мікротвердість залежать від густини струму. Результати морфології електроосаджених сплавів Ni-P показують, що зерна мають сферичну форму для усіх зразків. Було виявлено, що вплив густини струму на вміст фосфору в покриттях зв’язаний зворотним співвідношенням. Крім того, сформовані покриття при густині струму 5 А∙м − 4 виявляють гарну мікротвердість. Корозійні випробування показують, що величина 5 А∙м − 4 є найкращим значенням густини струму, яке дає найкраще захисне покриття від корозії.

The electrodeposition process plays a crucial role in the formation of thin films on materials, in particular, the electrodeposition of nickel-phosphorus because of its important properties. In this study, Ni-P coatings were deposited on X52 steel substrates by electrodeposition technique from a solution containing nickel sulfate, sodium hypophosphite (NaH2PO2). Composition, surface morphology, and mechanical properties of the Ni-P deposits were studied using SEM, EDAX, the Vickers method, weight loss and potentiodynamic polarization techniques. The effects of the current density were investigated on the surface morphology, phosphorus content, microhardness and corrosion of the coatings. It was observed that both the phosphorus content and microhardness are dependent on the current density. Results demonstrate that the morphology of the electrodeposited Ni-P alloys shows that the grains are spherical in nature for all the samples. It has been observed that the influence of current density on the P content of the deposit is an inverse relation with phosphorous content and also the as-plated coatings at current density of 5 A∙m − 4 exhibit the superior microhardness. Corrosion tests show that 5 A∙m − 4 is the best current density value which gives the best protection coating against corrosion.