Electrodeposition and Mechanical Characterization of Ni/SiC Composite Coatings

Abstract

Необхідність вдосконалення покриттів для поліпшення їх властивостей призводить до розробки композитного електролітичного осадження шляхом додавання до електроліту нерозчинних твердих частинок. Ці покриття зазвичай містять керамічні частинки в електроосадженій матриці, такі як нікель. Метою даної роботи є отримання електролітичної нікелевої матриці (з’єднувальної) із та без додавання мікрочастинок карбіду кремнію SiC (середній діаметр 0.8 мкм), які мають високу твердість і гарну хімічну стабільність. Структурні (Ni-SiC) композитні і чисті нікелеві покриття готували шляхом нанесення гальванопластики на сталь у ванні Ваттса з гальванічним хлоридом. Вивчено морфологію поверхні, мікроструктуру та склад отриманих покриттів методом атомно-силової мікроскопії (AFM), наноіндентації, скануючої електронної мікроскопії (SEM) та рентгенівського дифрактометра. Характеристики нанесених шарів проводять у 3.5 % розчині NaCl. Втрата ваги та результати поляризації підкреслили, що швидкість корозії зменшується зі збільшенням концентрації SiC до 15 gl – 1. Це зменшення, ймовірно, пояснюється присутністю частинок SiC, що призводять до поліпшення корозійної стійкості. Ці властивості в основному обумовлені однорідним розподілом складових SiC, визначеним методом АСМ, та можливостями поєднання характеристик основних металів та їх покриттів. Більш того, включення мікрочастинок мало значний вплив на мікротвердість композитних нанесень Ni-SiC.

The need to improve coatings for better properties leads to the development of composite electrolytic deposition, by adding insoluble solid particles to the electrolyte. These coatings typically contain ceramic particles in an electrodeposited matrix such as nickel. The aim of this work is to obtain an electrolytic nickel matrix (binder) with and without adding silicon carbide SiC microparticles (mean diameter 0.8 µm) which have a high hardness and a good chemical stability. The structural (Ni-SiC) composite and pure nickel coatings were prepared by electroplating deposition on steel in a Watts bath of electroplating chloride. The surface morphology, microstructure, and composition were studied by atomic force microscopy (AFM), nanoindentation, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffractometer. The characterizations of the deposited layers are carried out in 3.5 % NaCl solution. The weight loss and the polarization results highlighted that the corrosion rate decreases with the increase of SiC concentration up to 15 gl – 1. This decrease is probably due to the presence of SiC particles leading to improved corrosion resistance. These properties are mainly due to the homogeneous distribution of the constituents SiC as determined by AFM technique and the possibilities of combining the characteristics of base metals and their coatings. Moreover, the incorporation of the microparticles had a significant impact on the microhardness of the composite deposits Ni-SiC.