Luận án Luận án Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit ni / hạt phân tán (al2o3, ptfe )

Giai đoạn (i): quá trình chuyển vận hạt phân tán thường diễn ra theo cơ chế khuếch tán, đối lưu và di cư. Trong khi đó, chuyển vận pha phân tán thường bằng tất cả các quá trình khuếch tán, đối lưu và hiện tượng đọng hạt lên bề mặt cũng diễn ra đồng thời. Tuy nhiên, quá trình đọng hạt là quá trình không mong muốn vì quá trình này sẽ gây ra kết tủa của chỉ một loại hạt nhất định. Vì lý do này, đòi hỏi phải có khuấy trộn dung dịch trong suốt quá trình mạ hóa học compozit nhằm đảm bảo vận chuyển hạt tới bề mặt theo cơ chế đối lưu. Giai đoạn (ii): Giai đoạn này sẽ hình thành liên kết hạt phân tán và lớp mạ. Ở giai đoạn này luôn tồn tại hai trạng thái đó là các hạt được dính vào bề mặt mạ và các hạt bị bung ra khỏi bề mặt mạ (điều này được khẳng bởi kết quả nghiên cứu ở mục 3.2.1 và 3.3.2).  Các hạt tiến đến và dính vào bề mặt mạ có thể nhờ trọng lực, lực tĩnh điện, Van der Waals, lực từ trường Các yếu tố này được gọi là yếu tố liên kết. Cơ sở chứng minh sự tồn tại các yếu tố này như sau: - Các nghiên cứu ở tài liệu tham khảo [18, 50] cho thấy rằng bề mặt có phương nằm ngang và ở phía trên bao giờ cũng có hàm lượng phân tán cao nhất, hàm lượng hạt phân tán có phương nằm ngang và ở phía dưới lại có hàm lượng hạt phân tán thấp hơn cả. Điều này chứng tỏ trọng lực có thể đã tạo điều kiện hạt phân tán liên kết mạnh hơn với lớp mạ (trong trường hợp bề mặt có phương nằm ngang và ở phía trên). Trọng lực làm giảm sự liên kết hạt với lớp mạ trong trường hợp hạt phân tán tương tác với lớp mạ (trong trường hợp bề mặt có phương nằm ngang và ở phía dưới).

pdf120 trang | Chia sẻ: tueminh09 | Ngày: 24/01/2022 | Lượt xem: 405 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Luận án Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit ni / hạt phân tán (al2o3, ptfe ), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
FE (1 g/l ) 85,1 11,3 3,6 2,32(b) 3,25(c) 3,34(b) 4,68(c) 4,07(b) 5,71(c) 5,20(b) 7,29(c) 5,87(b) 8,23(c) NiP-PTFE (2 g/l ) 82,1 10,6 7,2 2,13(b) 3,25(c) 3,08(b) 4,69(c) 3,74(b) 5,70(c) 4,54(b) 6,92(c) 5,31(b) 8,09(c) NiP-PTFE (5 g/l ) 79,0 9,6 13,4 1,87(b) 3,24(c) 2,40(b) 4,16(c) 2,73(b) 4,73(c) 3,33(b) 5,77(c) 3,60(b) 6,23(c) NiP-PTFE (10 g/l ) 76,7 9,5 13,7 1,66(b) 2,89(c) 2,01(b) 3,50(c) 2,34(b) 4,08(c) 2,53(b) 4,41(c) 3,00(b) 5,23(c) (a) Lực tì lên mẫu mạ (N) (b) Khối lượng lớp mạ hao hụt (mg) (c) Thể tích lớp mạ hao hụt (cm3.104) Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 87 3.3 Nghiên cứu mạ hoá học compozit NiP/Al2O3 3.3.1 Ảnh hưởng của nồng độ hạt Al2O3 trong dung dịch tới hàm lượng P trong nền NiP và hàm lượng hạt Al2O3 trong lớp mạ Dung dịch mạ sử dụng với chất phân tán Al2O3 có thành phần tương tự như trong các nghiên cứu với hệ PTFE. Hạt Al2O3 được sử dụng với kích thước 15 µm. Hàm lượng hạt Al2O3 trong lớp mạ được xác định bằng phương pháp phân tích EDS, kết quả phổ phân tích được thể hiện trên hình 3.25. Hình 3.25 biểu diễn phổ EDS các mẫu mạ NiP-Al2O3 với hàm lượng Al2O3 là 0, 10, 15, 20 g/l. Có thể thấy các tín hiệu của Ni, P, Fe, Al xuất hiện trên phổ chứng tỏ đã hình thành compozit NiP-Al2O3. Sự hình thành lớp mạ compozit được khẳng định thêm khi chụp ảnh mặt cắt ngang lớp mạ thể hiện ở hình 3.27. Thành phần các nguyên tố trong lớp mạ được trình bày trong bảng 3.11. (a) (b) (c) (d) Hình 3.25 Phổ EDS các mẫu mạ compozit với nồng độ Al2O3 khác nhau a) 0g/l Al2O3, b) 10 g/l Al2O3, c) 15 g/l Al2O3, d) 20 g/l Al2O3 Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 88 Bảng 3.11 Kết quả phân tích EDS các lớp mạ NiP-Al2O3 có hàm lượng Al2O3 trong dung dịch thay đổi Mẫu NiP-Al2O3 % Khối lượng O % Khối lượng Al % Khối lượng P % Khối lượng Ni Tổng Al2O3 0 g/l 0,05 0,00 11,72 88,23 100 Al2O3 10 g/l 4,75 4,14 10,03 81,08 100 Al2O3 15 g/l 4,77 4,87 9,51 80,85 100 Al2O3 20 g/l 4,68 4,75 9,17 81,40 100 Vì hàm lượng oxi khi phân tích lớp mạ không thể dùng để tính hàm lượng Al2O3 trong lớp mạ vì oxi bị nhiễm từ nhiều nguồn, có thể nhiễm từ tạp chất hữu cơ, có thể hình thành các oxit do mẫu mạ được sấy khô sau khi mạ. Do vậy để tính hàm lượng Al2O3 trong lớp mạ, tài liệu này căn cứ vào hàm lượng các nguyên tố là Al, Ni, P. Hàm lượng hạt Al2O3 trong lớp mạ được tính theo công thức: % khoiluongAl2O3 = 102% . 54 102% . % % 54 khoiluongAl khoiluongAl khoiluongNi khoiluongP  Ảnh hưởng của hàm lượng hạt Al2O3 trong dung dịch tới hàm lượng P trong nền NiP và hàm lượng hạt Al2O3 trong lớp mạ được thể hiện ở hình 3.26. Kết quả cho thấy khi tăng dần hàm lượng Al2O3 trong dung dịch thì thành phần P trong lớp nền NiP có xu hướng giảm nhẹ. Kết quả này có thể giải thích là do khi có mặt hạt Al2O3 đã làm giảm bề mặt xúc tác phản ứng sinh ra P (phản ứng 3.8), hoặc do hạt Al2O3 đã hấp phụ H2PO2- trong dung dịch [8]. (H2PO2)- + H (bề mặt xúc tác) → P + H2O + OH- (3.8) Hàm lượng Al2O3 trong lớp mạ tăng khi hàm lượng Al2O3 trong dung dịch tăng và đạt giá trị lớn nhất 9.24 % (theo khối lượng). Khi tiếp tục tăng nồng độ Al2O3 trong dung dịch quá 15g/l, thành phần có xu hướng đạt giá trị bão hoà ổn định. N ghiên cứu c Hình 3.26 Hìn ông nghệ m (a) Ảnh hưởng c lớp m h 3.27 Mặt ạ hóa học t ủa nồng độ ạ. (a) hàm cắt ngang lớ ạo lớp phủ c 89 Al2O3 trong lượng P; (b) p mạ NiP-A ompozit Ni/ dung dịch tớ hàm lượng A l2O3 có hàm hạt phân tá (b) i hàm lượng l2O3 . lượng Al2O n (Al2O3, PT Hà Mạnh P và Al2O3 3 10 g/l FE) Chiến trong N 3.3.2 mạ C Al2O tiến h độ kh (chế Hìn H 3.28b 1500 mặt c giờ. được cắt n ràng khoả mạ n ghiên cứu c Ảnh hưở ác chế độ 3. Nhằm ng ành mạ Ni uấy khác n độ chảy qu (a h 3.28 Hình (b) tố ình 3.28a là lớp mạ vòng/phút ắt ngang l Kết quả ch khẳng địn gang lớp m sự tồn tại ng 1,5 keV hiều hơn, ông nghệ m ng của c thủy động t hiên cứu ả P compozit hau, tốc đ á độ). Ảnh ) ảnh bề mặt (a c độ khuấy (c) là lớp mạ đ được tổng , 1 giờ sau ớp mạ tổng ụp mặt cắt h thêm bằn ạ ở hình 3 của hạt Al . Có thể thấ hạt Al2O3 ạ hóa học t hế độ dò hực tế tác nh hưởng c sử dụng h ộ khuấy 75 mặt cắt nga cắt ngang lớ dịch 2 g/l ) tốc độ khu 1500 vòng/p tốc độ khuấ ược tổng h hợp ở hai tốc độ khuấ hợp ở tốc ngang của g phương p .28a được t 2O3 có tron y ở tốc độ phân bố tr ạo lớp phủ c 90 ng chảy t động một c ủa chế độ d ạt Al2O3 kí 0 vòng/phú ng các lớp (b p mạ NiP-Al có tốc độ kh ấy 750 vòng hút trong 1 g y 1500 vòn ợp ở tốc độ chế độ khu y dung dịc độ khuấy lớp mạ co háp phân t hể hiện trên g lớp mạ, khuấy 750 ong lớp m ompozit Ni/ ới sự ph ách đáng k òng chảy đ ch thước 0, t (chế độ c mạ thể hiện ) 2O3 0,5 µm uấy thay đổ /phút trong iờ và 750 v g/phút trong khuấy 75 ấy, 1 giờ đ h là 750 vò 1500 vòng/ mpozit đã ích EDS. C hình 3.29 pic nhôm vòng/phút ạ tương đ hạt phân tá ân bố hạt ể đến sự p ến sự đồng 5 µm hàm hảy dòng) trên hình 3 hàm lượng h i. 2 giờ òng/phút tro 2 giờ 0 vòng/phú ầu tốc độ k ng/phút. H phút trong có những h ụ thể phổ a, cho thấy xuất hiện thì hạt Al2 ối đều, ở t n (Al2O3, PT Hà Mạnh Al2O3 tro hân tán của kết tủa, tá lượng 2 g/l và 1500 vò .28. c) ạt Al2O3 tro ng 1 giờ t trong 2 g huấy dung ình 3.28c l khoảng thờ ạt Al2O3, đ phân tích E có sự xuất ở mức năn O3 đi vào tr ốc độ khu FE) Chiến ng lớp các hạt c giả đã , với tốc ng/phút ng dung iờ. Hình dịch là à ảnh bề i gian 2 iều này DS mặt hiện rõ g lượng ong lớp ấy 1500 N vòng trên h dịch hướn mạ. T µm h thẳng Hìn 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 C ou nt s ghiên cứu c /phút có th ình 3.29b) chuyển độn g làm gia t Hình iến hành th àm lượng đứng. Kết h 3.30 Ảnh 0.00 1.00 2.00 001 C K a O K a A lK a PK a PK b N iL a ông nghệ m ể thấy hạt A . Điều này g ở chế độ ăng lực tác (a) 3.29 Phổ p a, tốc độ í nghiệm m 4 g/l, tốc đ quả chụp ả lớp mạ NiP- trước. b là 3.00 4.00 5.00 keV ạ hóa học t l2O3 hầu n có thể giải chảy quá đ động, hướn hân tích ED khuấy 750 v ạ với điều ộ khuấy du nh quang h (a) Al2O3 0,5 µm lớp mạ phía 6.00 7.00 8.00 Fe K a Fe K b N iK a N iK b ạo lớp phủ c 91 hư không đ thích là do ộ, các hạt g tác động S lớp mạ Ni òng/phút, b t kiện tương ng dịch du ọc mặt cắt phụ thuộc sau, chiều m 9.00 10.00 C ou nt s ompozit Ni/ i vào lớp m ở tốc độ k phân tán và nên làm hạ P-Al2O3 0,5 ốc độ khuấy tự như trên y trì 1500 ngang của m (b) vào vị trí tre ũi tên là hướ 0.00 1.00 2.0 001 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 C O P P Fe Ni Ni NiLsum hạt phân tá ạ (không huấy 1500 chất lỏng t phân tán (b) µm hàm lượ 1500 vòng/p nhưng sử vòng/phút. ẫu thể hiệ o trong bể m ng dòng ch 0 3.00 4.00 5.00 ke n (Al2O3, PT Hà Mạnh xuất hiện p vòng/phút chuyển độn dễ bong ra ng hạt 2 g/l, hút. dụng hạt A Mẫu mạ đ n ở hình 3.3 ạ. a là lớp m ảy. 6.00 7.00 8.00 V Fe Fe Ni N FE) Chiến ic nhôm thì dung g bị đổi khỏi lớp l2O3 0,5 ược đặt 0. ạ phía 9.00 10.00 i Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 92 Lớp mạ 3.30a là mặt trước của mẫu (bề mặt có dòng chảy đi tới), lớp mạ 3.30b là mặt sau của mẫu (bề mặt mạ có dòng chảy đi ra). Hình 3.30 cho thấy lớp mạ phía sau có hàm lượng hạt Al2O3 phân bố trong lớp mạ nhiều hơn. Kết quả này có thể giải thích rằng do tốc độ dòng chảy ở lớp mạ phía trước lớn (chế độ chảy quá độ) nên làm các hạt Al2O3 ở lớp mạ này dễ bị rơi vào dung dịch, trong khi đó ở lớp mạ số phía sau do bị che chắn nên tốc độ dòng chảy ở vị trí lớp mạ này thấp hơn, do vậy hạt dễ bị bắt giữ và chôn lấp vào trong lớp mạ. Như vậy chế độ dòng chảy là một trong những yếu tố ảnh hưởng tới sự phân bố hạt. 3.3.3 Nghiên cứu tính chất của lớp mạ compozit NiP-Al2O3 3.3.3.1 Cấu trúc lớp mạ NiP-Al2O3 Nhằm nghiên cứu cấu trúc lớp mạ compozit, các mẫu màng NiP-Al2O3 được tạo ra trên nền đồng do đối với lớp NiP trên nền thép, các pic Ni bị che lấp bởi tín hiệu của Fe. Hình 3.31a và 3.31b là phổ XRD tương ứng với lớp mạ không compozit và compozit với hàm lượng Al2O3 15g/l. Hình 3.31 Phổ XRD. (a) lớp mạ NiP; (b) lớp mạ compozit NiP với Al2O3 15g/l. 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 Cu {111} Ni {111} Al2O3 Al2O3 Ni {200} Cu Mạ EN với hàm lượng Al2O3: 0 g/l 0 50 100 150 200 250 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 Cu {111} Ni {111} Al2O3 Al2O3 Ni {200} Cu Mạ EN với hàm lượng Al2O3: 15 g/l (a) (b) Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 93 Từ kết quả phổ XRD ta nhận thấy lớp mạ NiP có cấu trúc bán vô định hình được đặc trưng bởi pic của Ni rất thấp. Kết quả này cũng hoàn toàn phù hợp với kết quả phân tích EDS. Theo kết quả phân tích EDS thì hàm lượng P trong nền NiP dao động từ 10.12 – 11.77%, mà theo giản đồ pha NiP khoảng nồng độ này tương ứng với cấu trúc bán vô định hình của hợp kim NiP. Có cấu trúc Al2O3 trong lớp mạ, chứng tỏ hạt Al2O3 đã đi vào lớp mạ. 3.3.3.2 Khả năng chống ăn mòn + Phương pháp Tafel Hình 3.32 biểu thị đường cong phân cực các mẫu compozit NiP-Al2O3 với hàm lượng Al2O3 khác nhau. Các mẫu được đo trong dung dịch NaCl 3,5 % khối lượng, tốc độ quét thế 2 mV/s. Kết quả điện thế ăn mòn Eam, dòng ăn mòn iam được trình bày ở bảng 3.12. Hình 3.32 Kết quả đo đường cong phân cực các mẫu mạ hóa học compozit NiP-Al2O3 Bảng 3.12 Kết quả tính dòng và thế ăn mòn theo phương pháp Tafel Mẫu với hàm lượng Al2O3 Điện thế ăn mòn Eam (V) Dòng ăn mòn iam (μA/cm2) 0 g/l - 0.314 0.594 10 g/l - 0.365 0.750 15 g/l - 0.369 0.785 20 g/l - 0.381 0.792 N ăn m trị dò Al2O bị rơ hàm + K 10 kh D mạch ghiên cứu c Kết quả ch òn của lớp ng ăn mòn Có thể g 3 trong màn i trong quá lượng Al2O Phương p ết quả đo p z – 0,01 hz ựa trên dán tương đươ H Rs là ông nghệ m o thấy khi mạ tổng hợ nhỏ nhất (0 iải thích kế g. Mặt khá trình ăn m 3 tăng sẽ là háp đo phổ hổ tổng trở . Biên độ đ Hình 3.33 P g điệu phổ ng của các ình 3.34 Mạ điện trở du ạ hóa học t hàm lượng p có xu hư .594 μA/cm t quả trên l c do tương òn, gây gi m giảm khả tổng trở đ điện hoá đ iện thế áp v hổ Nyquist c và căn cứ v phổ NiP, N ch tương đư ng dịch, Cdl ạo lớp phủ c 94 Al2O3 tron ớng giảm. M 2), thế ăn m à do khi tăn tác Al2O3 ảm mạnh k năng chốn iện hoá ược thể hi ào mạch đ ủa lớp mạ N ào nhiều tà iP compoz ơng của lớp là điện dung ompozit Ni/ g dung dịc ẫu mạ NiP òn lớn nh g hàm lượ và NiP khô hả năng bả g ăn mòn l ện trên hình o 10 mV. iP và các lớ i liệu tham it có dạng n mạ NiP và lớp phủ, Rct hạt phân tá h mạ tăng không có ất (-0.314 V ng Al2O3 là ng tốt, Al2 o vệ của m ớp phủ. 3.33; tần p mạ NiP co khảo như hư hình 3.3 lớp mạ NiP là điện trở c n (Al2O3, PT Hà Mạnh thì khả năn hạt phân tá ). m tăng thà O3 có xu h àng. Chính số đo trong mpozit [3, 31, 86] c 4 compozit ủa lớp phủ. FE) Chiến g chống n có giá nh phần ướng dễ vì vậy khoảng ho thấy Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 95 Theo sơ đồ mạch hình 3.34 này thì tổng trở của mạch có dạng: 2 2 21 1 ( ) 1 ( ) ct ct ct dl s s ct dl ct dl ct dl R R R CZ R R j j R C R C R C           (3.9) Trong đó phần thực của tổng trở có giá trị: ' 2( ) 1 ( ) ct s ct dl RZ R R C     (3.10) Phần ảo của tổng trở có giá trị: 2 '' 2( ) 1 ( ) ct dl ct dl R CZ R C    (3.11) Từ kết quả của phần thực và phần ảo của tổng trở ta có ' 2 '' 2 2[ ( ) ] [ ( )] ( ) 2 2 ct ct s R RZ R Z     (3.12) Phương trình 3.12 là một vòng tròn có bán kính là Rct/2, cắt trục Z’ tại Rs khi  và tại Rs + Rct khi 0  . Đối chiếu với phổ thu được ta thấy Rs của dung dịch có giá trị  0, điều này cho thấy dung dịch NaCl 3,5 % dùng để đo điện hoá có độ dẫn rất tốt. Bán kính vòng tròn đối với phổ của sắt là bé nhất chứng tỏ sắt có điện trở chuyển điện tích bé nhất nên tốc độ ăn mòn nhanh nhất. Điện trở chuyển điện tích của lớp mạ NiP có giá trị lớn nhất chứng tỏ lớp mạ này có khả năng chống ăn mòn tốt nhất. Điện trở chuyển điện tích của NiP-Al2O3 10 g/l > NiP-Al2O3 15 g/l > NiP-Al2O3 20 g/l điều này cho thấy tăng dần hàm lượng hạt Al2O3 trong dung dịch thì khả năng chống ăn mòn của lớp mạ sẽ giảm đi. 3.3.3.3 Độ cứng của lớp mạ NiP-Al2O3 Kết quả đo độ cứng các lớp mạ được thể hiện ở trên bảng 3.13. Bảng 3.13 Kết quả đo độ cứng các lớp mạ Độ cứng của thép và các mẫu mạ NiP với hàm lượng Al2O3 khác nhau trong dung dịch Thép trần 0 g/l Al2O3 10 g/l Al2O3 15 g/l Al2O3 20 g/l Al2O3 246,2 410,7 459,8 476,5 469,7 Từ số liệu trên bảng, ta thấy độ cứng của lớp mạ NiP khá cao. Khi tăng hàm lượng Al2O3 đồng thời cũng làm tăng độ cứng và đạt độ cứng lớn nhất ở 476,5 HV với hàm lượng Al2O3 trong dung dịch là 15g/l. Ta thấy kết quả này phù hợp với kết quả phân tích Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 96 EDS, trong đó cho thấy thành phần Al2O3 lớn nhất tại 15g/l. Kết quả này cũng cho thấy hàm lượng Al2O3 trong lớp màng đã ảnh hưởng trực tiếp đến độ cứng. 3.3.3.4. Chiều dày lớp mạ compozit NiP-Al2O3 Để xác định chiều dày lớp mạ, tiến hành đo chiều dầy bằng phương pháp Coulometric với mật độ dòng là 10A/dm2. Các mẫu được mạ trong dung dịch mạ trong khoảng thời gian 4 giờ. Đường cong E-t thu được trình bày trên hình 3.35. Từ hình 3.35 nhận thấy tất cả các đường cong được chia thành 2 vùng. Vùng thứ nhất có điện thế E xấp xỉ +0.657 V tương ứng với quá trình hoà tan màng NiP. Vùng thứ 2 là quá trình hoà tan của thép nền có điện thế E -0.399 V. Như vậy ta có thể xác định được khoảng thời gian hoà tan NiP (tth) và do đó xác định được chiều dày NiP. Điểm đáng chú ý khi quan sát phổ đối với các mẫu mạ compozit vùng thứ nhất đường đồ thị thường có những điểm xảy ra ăn mòn mạnh được đặc trưng hiện tượng đồ thị bị nhấp nhô. Những vị trí này là do hiện tuợng các hạt Al2O3 mất liên kết và rơi ra khỏi màng gây hoà tan màng đột biến ở vị trí đó. Đối với mẫu mạ NiP đường cong E-t có vùng thứ nhất bằng phẳng, không xuất hiện điểm gồ. Hình 3.35 Phổ kết quả đo Coulometric Pol - t, i = 10A/dm2 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Time/s P ot en tio n/ V Lớp mạ Ni-P không có hạt phân tán Lớp mạ compozit, % Al2O3 = 10g/l Lớp mạ compozit, % Al2O3 = 15g/l Lớp mạ compozit, % Al2O3 = 20g/l Thép Vùng hoà tan NiP Vùng hoà tan Fe N Chiề Tron m: k I: D tth: t C: đ K M co Ch chụp EN v EN c ghiên cứu c u dầy lớp m δ m g đó: hối lượng òng điện đi hời gian ho ương lượng ết quả tính Bả ẫu mạ mpozit iều dày (μm) Các mẫu m ảnh quang à EN-Al2O ó chiều dày ông nghệ m ạ được tính = m.H/(γ.S = I.tth.C/2 lớp mạ (g) qua dung d à tan lớp m hoá học c toán chiều d ng 3.14 Kết EN 49.66 ạ sau đó đ học để kiể 3 10 g/l đư khoảng 47 Hình 3.36 M ạ hóa học t theo công ) 6,8 ịch (A) ạ (giờ) ủa Niken; ày được tổ quả tính ch (A ược so sánh m chứng. ợc thể hiện ,5 μm; lớp ẫu chuẩn lớ ạo lớp phủ c 97 thức: δ: chiều S: diện tí γ: khối lư H: hiệu s ng kết trên iều dày lớp m EN-Al2O3 l2O3 = 10g/ 46.86 với các m Hình ảnh m trên hình 3 mạ NiP-Al p mạ EN sử ompozit Ni/ dày lớp mạ ch bề mặt ( ợng riêng uất dòng đi bảng 3.14 ạ với các m l) EN (Al2O 4 ẫu chuẩn đ ẫu chuẩn .36 và 3.37 2O3 10 g/l c dụng để kiể hạt phân tá (cm); cm2); của kim loạ ện hoà tan ẫu mạ khác -Al2O3 3 = 15g/l) 6.19 o chiều dày kiểm chứng . Kết quả ó chiều dày m tra chiều n (Al2O3, PT Hà Mạnh ( ( i kết tủa (g nhau EN-Al (Al2O3 = 45.5 bằng phươ chiều dày đo cho thấy khoảng 41 dày FE) Chiến 3.13) 3.14) /cm3). 2O3 20g/l) 6 ng pháp lớp mạ lớp mạ ,5 μm. N Từ bằng suất lớp m sau: càng kết q hỗ tr 3.3.3 K 25 m NiP NiP- NiP- NiP- K 25 m ghiên cứu c Hình kết quả tí phương ph dòng điện ạ giảm kh hạt Al2O3 c nhiều các h uả là tốc độ ợ cho quá tr .5 Khả nă ết quả đo k , tốc độ đá Lớp mạ Al2O3 (10 Al2O3 (15 Al2O3 (20 ết quả đo k , tốc độ đá ông nghệ m 3.37 Mẫu ch nh toán ch áp Coulom sử dụng tro i hàm lượn ó tính xúc ạt Al2O3 b phát triển ình đo khả ng chịu m hả năng ch mài 300 vò Bản Kh g/l) g/l) g/l) hả năng ch mài 300 vò ạ hóa học t uẩn lớp mạ iều dày và etric tương ng quá trìn g Al2O3 tr tác kém đố ám trên bề màng bị ch năng chịu m ài mòn ịu mài mòn ng/phút đư g 3.15 Khả ối lượng r (g/cm3) 7,8 7,22 7,14 7,16 ịu mài mòn ng/phút đư ạo lớp phủ c 98 EN-Al2O3 10 hình ảnh m đối chính x h hòa tan l ong dung d i với phản mặt thì càn ậm lại. Phư ài mòn củ với các thô ợc trình bày năng chịu m iêng Kh với các thô ợc trình bày ompozit Ni/ g/l sử dụng ẫu chuẩn c ác. Sự chê ớp mạ. Từ ịch tăng. Đ ứng mạ ho g làm giảm ơng pháp đ a lớp mạ. ng số: Lực trên bảng ài mòn của ối lượng h (g) 0,00425 0,00376 0,00275 0,00323 ng số: Lực trên bảng hạt phân tá để kiểm tra ho thấy kế nh lệch kết kết quả nà iều này có á học NiP diện tích x o chiều dày 12 N quãn 3.15. các lớp mạ ao hụt 20 N quãn 3.16. n (Al2O3, PT Hà Mạnh chiều dày t quả đo ch quả có thể y ta thấy ch thể giải th . Do đó kh úc tác phản được tiến g đường m Thể tích h (cm3) 5,45.10 5,21.10 3,85.10 4,51.10 g đường m FE) Chiến iều dày do hiệu iều dày ích như i có mặt ứng và hành để ài mòn ao hụt -4 -4 -4 -4 ài mòn Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 99 Bảng 3.16 Khả năng chịu mài mòn của các lớp mạ Lớp mạ Khối lượng riêng (g/cm3) Khối lượng hao hụt (g) Thể tích hao hụt (cm3) NiP 7,8 0,00750 9,62.10-4 NiP- Al2O3 (10 g/l) 7,22 0,00725 10,04.10 -4 NiP- Al2O3 (15 g/l) 7,14 0,00551 7,72.10 -4 NiP- Al2O3 (20 g/l) 7,16 0.00624 8,72.10 -4 Các kết quả kiểm tra mài mòn cho thấy các lớp mạ NiP compozit có khả năng chống mài mòn cao hơn so với lớp mạ NiP từ 20-30 %. Như vậy định hướng ứng dụng của lớp mạ NiP-Al2O3 là tăng cứng và chống mài mòn. N 3.4 C thích đoạn mạ n phần giả k học c Q tính thông khuấ minh Q giai comp ghiên cứu c Cơ chế ác cơ chế các giai đo . Các nhà n hư thế nào thắc mắc n hác, kết hợ ompozit nh uá trình m chất của hạ số bể mạ y trộn của d hoạ qua hì Hì uá trình tạ đoạn này đ ozit. Ba gi ông nghệ m hình thà mạ hoá họ ạn vẫn còn ghiên cứu , lớp mạ sẽ ày thì dựa p với quá ư sau: ạ compozit t phân tán (nhiệt độ, p ung dịch; C nh 3.38. nh 3.38 Ảnh o thành lớp ều quyết đ ai đoạn cụ t ạ hóa học t nh lớp m c compozit chưa rõ rà vẫn đưa ra phát triển trên cơ sở trình nghiê là quá trìn (nồng độ, k H, chất ho ấu trúc và hưởng của trong q màng com ịnh đến h hể như sau ạo lớp phủ c 10 ạ NiP co tuy được ng, thiếu cá những băn như thế nà nghiên cứu n cứu thực h phức tạp, hả năng tíc ạt động, cá hình dạng các yếu tố đ uá trình mạ pozit có th àm lượng : ompozit Ni/ 0 mpozit nhiều tác g c dẫn chứn khoăn đó l o khi có h cơ chế mạ nghiệm ch bị ảnh hưở h điện, loạ c thành ph vật mạ C ầu vào dẫn đ compozit ể bao gồm hạt rắn và hạt phân tá iả xây dựn g khoa học à hạt đầu t ạt bị bắt gi hoá học co úng tôi đưa ng bởi nhi i, hình dạn ần hóa học ác yếu tố ả ến kết quả đ 3 giai đoạ tính chất h n (Al2O3, PT Hà Mạnh g nhưng c khi đưa ra iên tiếp xúc ữ. Để giải mpozit của ra cơ chế ều yếu tố b g, kích thư và nồng độ nh hưởng n ầu ra n, mỗi bướ óa - lý củ FE) Chiến ách giải các giai với lớp đáp một các tác mạ hoá ao gồm ớc); các ); Sự ày được c trong a màng Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 101 (i) Vận chuyển (transport) của các pha phân tán trong dung dịch tới bề mặt nền. (ii) Liên kết hạt lỏng lẻo và liên kết chặt với bề mặt nền (iii) Phát triển lớp mạ lấp các hạt phân tán Giai đoạn (i): quá trình chuyển vận hạt phân tán thường diễn ra theo cơ chế khuếch tán, đối lưu và di cư. Trong khi đó, chuyển vận pha phân tán thường bằng tất cả các quá trình khuếch tán, đối lưu và hiện tượng đọng hạt lên bề mặt cũng diễn ra đồng thời. Tuy nhiên, quá trình đọng hạt là quá trình không mong muốn vì quá trình này sẽ gây ra kết tủa của chỉ một loại hạt nhất định. Vì lý do này, đòi hỏi phải có khuấy trộn dung dịch trong suốt quá trình mạ hóa học compozit nhằm đảm bảo vận chuyển hạt tới bề mặt theo cơ chế đối lưu. Giai đoạn (ii): Giai đoạn này sẽ hình thành liên kết hạt phân tán và lớp mạ. Ở giai đoạn này luôn tồn tại hai trạng thái đó là các hạt được dính vào bề mặt mạ và các hạt bị bung ra khỏi bề mặt mạ (điều này được khẳng bởi kết quả nghiên cứu ở mục 3.2.1 và 3.3.2).  Các hạt tiến đến và dính vào bề mặt mạ có thể nhờ trọng lực, lực tĩnh điện, Van der Waals, lực từ trường Các yếu tố này được gọi là yếu tố liên kết. Cơ sở chứng minh sự tồn tại các yếu tố này như sau: - Các nghiên cứu ở tài liệu tham khảo [18, 50] cho thấy rằng bề mặt có phương nằm ngang và ở phía trên bao giờ cũng có hàm lượng phân tán cao nhất, hàm lượng hạt phân tán có phương nằm ngang và ở phía dưới lại có hàm lượng hạt phân tán thấp hơn cả. Điều này chứng tỏ trọng lực có thể đã tạo điều kiện hạt phân tán liên kết mạnh hơn với lớp mạ (trong trường hợp bề mặt có phương nằm ngang và ở phía trên). Trọng lực làm giảm sự liên kết hạt với lớp mạ trong trường hợp hạt phân tán tương tác với lớp mạ (trong trường hợp bề mặt có phương nằm ngang và ở phía dưới). - Các hạt sẽ dính tốt hơn vào lớp mạ nhờ lực tĩnh điện và lực từ trường, điều này được chứng minh ở tài liệu tham khảo [8, 19, 98, 99].  Các hạt cũng có thể bị bật ra khỏi lớp mạ do sự lôi cuốn của dòng chất lỏng, do thoát khí H2, do chấn động cơ học, do lực đẩy không gian, lực đẩy tĩnh điện. Các yếu tố này được gọi là yếu tố phản liên kết. Cơ sở chứng minh sự tồn tại các yếu tố này cụ thể như sau: Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 102 - Hạt bị bật ra do chế độ dòng chảy, điều này được thể hiện qua nghiên cứu ở mục 3.3.2, ảnh hưởng của khuấy trộn tới hàm lượng hạt trong lớp mạ được trình bày ở mục 1.2.2.3. - Hạt bị bật ra do sự thoát khí H2, điều này được giải thích qua kết quả nghiên cứu ở mục 3.2.1. - Hạt bị bật ra do lực đẩy không gian, lực đẩy tĩnh điện điều này được chứng minh ở mục nghiên cứu 3.2.3; 3.2.4.  Hạt phân tán sẽ liên kết mạnh hơn với lớp mạ khi hạt vượt qua một khoảng cách nhất định so với lớp mạ. Khoảng cách này để đảm bảo lực hút Van der Waals là lớn và vượt trội hơn so với lực đẩy tĩnh điện (trong trường hợp lực tĩnh điện giữa hạt và lớp mạ là lực đẩy), điều này cũng được thừa nhận trong tài liệu tham khảo [78]. Mặt khác khi hạt ở khoảng cách gần lớp mạ thì khoảng không gian giữa chúng sẽ rất bé, điều này sẽ làm chậm sự khuếch tán của các chất phản ứng, sản phẩm phản ứng ra khỏi vùng này. Nói cách khác tốc độ phản ứng trong vùng giữa hạt phân tán và lớp mạ sẽ thấp, lượng khí H2 sinh ra trong vùng này cũng sẽ ít đi và thậm chí có thể bằng không do vậy lực đẩy của khí H2 để tách hạt phân tán ra khỏi lớp mạ cũng sẽ giảm đi.  Khi hạt phân tán (bị bao bọc xung quanh bởi đám mây ion hoặc các phân tử khác) tiến gần đến lớp mạ thì tuỳ thuộc vào lực liên kết của đám mây ion và các phân tử khác với hạt phân tán mạnh hay yếu mà chúng có thể bị tách ra khỏi hạt phân tán. Nhưng cũng có thể chúng sẽ không bị tách ra khỏi hạt phân tán (Trong trường hợp các phần tử xung quanh hạt phân tán liên kết chặt chẽ với hạt). Các tài liệu thể hiện sự tách đám mây hoặc dung môi bao bọc quanh hạt phân tán khi hạt tiến tới lớp mạ cụ thể như sau: - Khi hạt phân tán bao bọc bởi chất hoạt động thì chúng có thể bị tranh chấp vị trí trên hạt phân tán bằng khí H2. Trong tài liệu tham khảo [20] cũng chứng tỏ rằng chất hoạt động có thể đã tranh chấp vị trí đối với H2, sự chanh chấp vị trí này đã thúc đẩy sự thoát H2 ra khỏi bề mặt mạ cho nên làm cho lớp mạ có tính dẻo hơn. - Trong mô hình mô ta cơ chế mạ hoá học compozit ở tài liệu tham khảo [55] thì Ming- Der Ger, Bing Joe Hwang đã thể hiện khi hạt PTFE tiếp cận lớp mạ thì toàn bộ chất hoạt động bao bọc xung quanh lớp mạ bị loại bỏ (kể cả vùng trên hạt không có lớp mạ che phủ). Tuy nhiên theo tôi mô hình này chỉ đúng trong trường hợp riêng, đó là khí H2 thoát ra nhiều đã đẩy các chất hoạt động liên kết yếu với hạt PTFE ra khỏi bề mặt hạt PTFE, vì hạt Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 103 PTFE không bị thấm ướt nữa cho nên tác giả Ming-Der Ger, Bing Joe Hwang xây dựng theo mô hình trên. Tuy nhiên mô hình này lại không thể hiện quá trình đẩy chất hoạt động ra khỏi bề mặt hạt PTFE trên lớp mạ bằng khí H2. - Cơ chế mạ điện compozit của tác giả Kariapper–Foster thể hiện sự tách bỏ lớp ion bao quanh hạt phân tán khi hạt tiến đến tiếp cận lớp mạ. Cơ chế này chia làm hai giai đoạn: giai đoạn 1 hạt tiến tới lớp mạ và bị hấp phụ vật lý, giai đoạn 2 hạt sẽ bị loại một phần đám mây ion bám trên hạt và liên kết cơ học với lớp mạ [78]. - Tài liệu tham khảo [54] khi trình bày về cơ chế mạ hoá học cũng thể hiện quan điểm hạt phân tán sẽ bị tách lớp ion bao quanh khi tiến vào bề mặt mạ. - Theo tài liệu tham khảo [56] thì cũng có sự loại bỏ bớt một phần đám mây electron bao bọc quanh hạt phân tán khi hạt tiến tới bề mặt mạ. Khi đám mây ion hoặc phần tử dung môi liên kết mạnh với hạt phân tán thì chúng sẽ đồng thời cùng với hạt phân tán bị chôn lấp trong lớp mạ. Điều này được dẫn chứng trong tài liệu tham khảo [7]. Quá trình gắn bám hạt rắn lên bề mặt lớp mạ ban đầu nhờ các yếu tố liên kết. Nếu các liên kết này đủ lớn và giữ hạt trong một khoảng thời gian nhất định lớp mạ sẽ dần hình thành tới một độ dày nào đó sẽ giữ hạt tại lớp mạ. Ngược lại nếu liên kết giữa bề mặt và hạt yếu, thời gian hạt bám trên bề mặt ngắn sẽ không đủ để cho lớp mạ phát triển và cố định hạt thì hạt sẽ bị rơi khỏi bề mặt mạ. Giai đoạn (iii): lớp mạ hoá học phát triển và lấp các hạt phân tán. Sau khi hạt phân tán đã được hấp phụ trên bề mặt kim loại, chúng sẽ được lớp mạ NiP chôn lấp để tạo thành lớp compozit. Tuỳ từng loại hạt phân tán mà lớp mạ sẽ có hình thức phát triển riêng. Trong trường hợp nếu lớp mạ có xu hướng phát triển đồng thời trên nền và trên hạt phân tán thì độ nhám của lớp mạ sẽ tăng theo thời gian mạ (thường xảy ra đối với các hạt dẫn điện tốt). Còn trong trường hợp nếu lớp mạ chỉ ưu tiên phát triển ở nền mà không ưu tiên phát triển trên bề mặt hạt phân tán, thì độ nhám của lớp mạ giảm dần theo thời gian (thường xảy ra đối với các hạt dẫn điện kém). Các tài liệu minh hoạ quan điểm này cụ thể như sau: - Trong mục 1.2.2.2 thể hiện sự phát triển lớp mạ khi hạt có hạt phân tán dẫn điện tốt và kém dẫn điện. Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 104 - Theo tài liệu tham khảo [20], khi nghiên cứu sự thay đổi độ nhám lớp mạ hoá học compozit sử dụng hạt polycrystalline diamond, silicon carbide, nhôm oxit theo thời gian thì cho các kết quả cho thấy độ nhám của lớp mạ hoá học compozit có hạt phân tán silicon carbide, nhôm oxit giảm dần theo thời gian mạ. Ngược lại độ nhám của lớp mạ compozit có hạt phân tán polycrystalline diamond lại giảm dần theo thời gian mạ. Điều này chứng tỏ rằng lớp khó phát triển trên bề mặt hạt silicon carbide, nhôm oxit cho nên độ nhám của lớp mạ giảm dần theo thời gian. Lớp mạ hoá học dễ phát triển trên hạt polycrystalline diamond cho nên độ nhám của lớp mạ tăng dần theo thời gian mạ. - Theo tài liệu tham khảo [65] thì Bahn và đồng sự đưa ra mô hình mô tả quá trình phát triển lớp mạ có các hạt kém dẫn điện và ảnh chụp cho thấy gần như không có lớp mạ phát triển trên hạt kém dẫn điện kim cương. Các hình ảnh thể hiện không có lớp mạ xuất hiện trên bề mặt hạt phân tán. Như vậy cơ chế mạ hoá học đã được chia làm 3 giai đoạn, các giai đoạn đã được trình bày với những dẫn chứng cụ thể sát thực. Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 105 KẾT LUẬN 1. Đã khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ chất khử tới cấu trúc và tính chất lớp mạ NiP. Lớp mạ tổng hợp ở 90 oC, NaH2PO2 20 g/l có cấu trúc ở dạng bán vô định hình, khả năng chống ăn mòn tốt và dung dịch không bị phân huỷ. Dung dịch dễ bị phân hủy khi nhiệt độ trên 95 oC và nồng độ NaH2PO2 lớn hơn 25 g/l. 2. Đã nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chất khử tới quá trình đồng kết tủa hạt PTFE vào lớp mạ. Kết quả cho thấy ở nồng độ chất khử cao (> 25 g/l) thì hạt PTFE không đồng kết tủa vào lớp mạ. 3. Đã nghiên cứu và đưa ra được mô hình giải thích ảnh hưởng của chất hoạt động tới quá trình đồng kết tủa hạt PTFE vào lớp mạ. Kết quả nghiên cứu cho thấy ở cùng nồng độ 34.10-5 M thì chất hoạt động bề mặt CTAB giúp hạt PTFE vào lớp mạ dễ hơn so với chất hoạt động bề mặt SDS. Sử dụng nhiều chất hoạt động bề mặt CTAB sẽ làm giảm hạt PTFE trong lớp mạ. Mô hình này cũng góp phần làm sáng tỏ thêm cơ chế mạ compozit. 4. Đã nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ Al2O3 trong dung dịch tới hàm lượng P và hàm lượng Al2O3 trong lớp mạ, kết quả cho thấy khi tăng dần nồng độ Al2O3 thì hàm lượng P giảm dần còn hàm lượng Al2O3 trong lớp mạ tăng đến giá trị cực đại sau đó giảm. 5. Đã nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ khuấy dung dịch (750 vòng/phút - chế độ chảy dòng và 1500 vòng/phút - chế độ chảy quá độ) đến khả năng phân tán của hạt vào lớp mạ. Kết quả cho thấy ở tốc độ khuấy 750 vòng/phút thì hạt phân tán Al2O3 đi vào lớp mạ nhưng ở tốc độ khuấy 1500 vòng/phút thì hạt phân tán Al2O3 không vào lớp mạ. Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo tiếng Việt: 1. Mai Thanh Tùng (2008), Kỹ thuật mạ lên nền nhựa, Nhà xuất bản Bách Khoa Hà Nội. 2. Nguyễn Khương (2007), Mạ hoá học, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. 3. Trương ngọc Liên (2004), Ăn mòn và bảo vệ kim loại, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. Tài liệu tham khảo tiếng Anh: 4. A. Grosjean, M. Rezrazi, P. Bercot (2000), “Some morphological characteristics of the incorporation of silicon carbide (SiC) particles into electroless nickel deposits”, Surface and Coatings Technology, 130, 252-256. 5. Abdel Salam Hamdy, M.A. Shoeib, H. Hady, O.F. Abdel Salam (2007), “Corrosion behavior of electroless Ni–P alloy coatings containing tungsten or nano-scattered alumina composite in 3.5% NaCl solution”, Surface and Coatings Technology, 202, 162-171. 6. Allahkaram, S.R. Zoughi, M. Rabizadeh, T. Amir Abad Shomali (2010), “Studying the influence of nano-Al2O3 particles on morphology and corrosion improvement of ni-9%p electroless coatings”, Micro & Nano Letters, 5, 262 – 265. 7. Arjan Hovestad (1997), electrochemical deposition of metal matrix composites, Eindhoven of technology. 8. B. E. Conway, C. G. Vayenas, Ralph E. White, Maria E. Gamboa-Adelco (2005), Modern Aspects Of Electrochemistry no. 38, Kluwer Academic. 9. B. Szczygieł, A. Turkiewicz (2010), “The rate of electroless deposition of a four- component Ni–W–P–ZrO2 composite coating from a glycine bath”, Applied Surface Science, 255, 8414–8418. 10. Brian E.Conway, Ralph E.White (2002), Modern Aspects of Electrochemistry no.35, Kluwer Academic Publishers New York, Boston, Dordrecht, London, Moscow. 11. Bruce B. Weiner, Walther W. Tscharnuter, David Fairhurst (1993), Zeta Potential: A New Approach, Brookhaven Instruments Corporation Holtsville. 12. Bu Jinwei, Huang Genliang (2006), “Study on Some Critical Factors for the Electroless Composite Plating”, Surface technology, 35, 48-52. 13. C. León, E. García-Ochoa, J. García-Guerra , J. González-Sánchez, “Annealing temperature effect on the corrosion parameters of autocatalytically produced Ni–P and Ni–P–Al2O3 coatings in artificial seawater”, Surface & Coatings Technology, 205, 2425–2431. 14. Chen Zenghui, Xie Hua (2007), “Study on the Process of Electroless Ni-P-PTFE Composite Plating”, Surface Technology, 36, 46-48. 15. D. Dong, X.H. Chen, W.T. Xiao, G.B. Yang, P.Y. Zhang (2009), “Preparation and properties of electroless Ni–P–SiO2 composite coatings”, Applied Surface Science. Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 107 16. E. Pena-Munoz , P. BercEot A. Grosjean b, M. Rezrazi , J. Pagetti (1998), “ Electrolytic and electroless coatings of Ni-PTFE composites Study of some characteristics”, Surface and Coatings Technology, 107, 85-93. 17. Faryad Bigdeli, Saeed Reza Allahkaram (2009), “An Investigation on corrosion resistance of as-applied and heat treated Ni-P/nanoSiC coatings”, Materials and Design. 18. Feng Xuesong (2003), “Study on the Mechanism of Electroless Nickel/PTFE Composite Coatings”, Journal of Sichuan institute of light industry and chemical technology, 16, 16, 5-6. 19. Feng Xuesong (2003), “Study on the Mechanism of Electroless Nickel/PTFE Composite Coatings”, Journal of Sichuan institute of light industry and chemical technology, 16, 16, 5-6. 20. Glenn 0. Mallory, Juan B. Hajdu (1991), Electroless Plating: Fundamentals and Applications, American Electroplaters and Surface Finishers Society. 21. G. Straffelini, D.Colombo, A. Molinari (1999), “Surface durability of electroless Ni–P composite deposits”, Wear, 236, 179-188. 22. Guang-hong Zhou, Hong-yan Ding, Fei Zhou, Yue Zhang (2008), “Structure and Mechanical Properties of Ni-P–Nano Al2O3 Composite Coatings Synthesized by Electroless Plating”, Journal of Iron and Steel Research, International, 15, 65-69. 23. Heung-Kil Park, Hiromichi Onikura, Osamu Ohnishi, Ahmad Sharifuddin (2010), “Development of micro-diamond tools through electroless composite plating and investigation into micro-machining characteristics”, Precision Engineering, 34, 376–386. 24. Hu X, Dai C, Li J, Wang D (1997), “Zeta potential & codeposition of PTFE particles suspended in electroless nickel solution”, Plating and surface finishing, 84, 51-53. 25. Huang Yan-bin, Liu fei fei, Zhang Qiyong, Ba Guozhao, Liang Zhijie (2007), “Research on the solution and properties of Ni-P/n-Al2O3 electroless composite plating”, Corrosion science and technology, 6, 257-260. 26. Hui Xu, Zhi Yang, Meng-Ke Li, Yan-Li Shi, Yi Huang, Hu-Lin Li (2005), “Synthesis and properties of electroless Ni–P–Nanometer Diamond composite coatings”, Surface & Coatings Technology, 191, 161– 165. 27. I. Apachitei (2001), Synthesis and characterisation of autocatalytic Nickel composite coatings on aluminium, JB &A Grafische communicatie. 28. J. N. Balaraju, K. S. Rajam (2007), “Electroless Deposition and Characterization of High Phosphorus Ni-P-Si3N4 Composite Coatings”, Int. J. Electrochem. Sci, 2, 747 – 761. 29. J.K. Dennis, T.E. Such (1993), Nickel and chromium plating, Woodhead Publishing Ltd. 30. J.N. Balaraju, Kalavati , K.S. Rajam (2005), “Influence of particle size on the microstructure, hardness and corrosion resistance of electroless Ni–P–Al2O3 composite coatings”, Surface & Coatings Technology. Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 108 31. J.N. Balaraju, T.S.N SanKara Narayanan, S.K Seshadri, “Evaluation of the corrosion resistance of electroless NiP and NiP composite coatings by electrochemical impedance spectroscopy”, J Solid state electrochem, 5, 334-338, 2001. 32. J.N. Balaraju, T.S.N. Sankara Narayanan, S.K. Seshadri (2006), “Structure and phase transformation behaviour of electroless Ni–P composite coatings”, Materials Research Bulletin, 41, 847–860. 33. J.N. Balaraju, T.S.N. Sankara Narayanan, S.K. Seshadri (2003), “Electroless Ni–P composite coatings”, Journal of Applied Electrochemistry, 33, 807–816. 34. Jacob N. Israelachvili (1992), Intermolecular and Surface Forces, Academic press limited. 35. Janmes R. Henrry, Ernest M. Summers (1989), U.S. Patent 4830889. 36. Jianfei Wang, Jintao Tian , Xuezhong Liu, Yansheng Yin, Xin Wang (2011), “Effect of polytetrafluoroethylene content on electrochemical anticorrosion behaviors of electroless deposited Ni–P and Ni–P–polytetrafluoroethylene coatings in seawater”, Thin Solid Films, 519, 5905–5911. 37. Jiang Shihang, Zhang Jingyao, Liu Jianhong (2002), “Electroless plating Ni- P/Al2O3 composite coating”, Surface technology, 27, 20-22. 38. Jintao Tian, Xuezhong Liu, Jianfei Wang, Xin Wang, Yansheng Yin (2010), “Electrochemical anticorrosion behaviors of the electroless deposited Ni–P and Ni– P–PTFE coatings in sterilized and unsterilized seawater ”, Materials Chemistry and Physics, 124, 751–759. 39. John Texter (2001), Reactions and synthesis in surfactant systems, Marcel Dekker, Inc. 40. Jung T. Kim (1987), U.S. Patent 4716059. 41. K. Krishnaveni, T.S.N. Sankara Narayanan, S.K. Seshadri [2004], “Electroless Ni- B and Ni-B-Si3N4 composite coatings - their role in surface engineering”, International Symposium of Research Students on Materials Science and Engineering. 42. K.S. Birdi (2003), Handbook of surface and colloid chemistry, CRC Press LLC. 43. Khin Myo Latt (2003), Effects of Surfactants On Characteristics And Applications Of Electroless Nickel-Phosphorous Deposits, National University Of Singapore. 44. Konrad Parker, Park Ridge (1971), U.S. Patent 3562000. 45. Krister Holmberg, Dinesh O.Shah, Milan J.Schwuger (2002), Handbook of applied surface and colloid chemistry, JohnWiley & Sons Ltd. 46. Lei Xiaorong, Li Yongjun (1997), “Process research on electroless Ni-P-PTFE deposition”, China Academic Journal Electronic Publishing House, 11, 12-19. 47. Li Naichao, Liguizhi, Hu Xinguo (1991), “A study of resistant Ni-P-Al2O3 and Ni- P-SiC electroless composite coatings”, Metal science & technology, 10, 33-38. 48. Liu Feifei, Huang Yanbin, Zhoa Yiwei (2007), “Influence of gas stirring on properties of nano-Al2O3/Ni-P electroless composite plating”, Electroplating & Finishing, 26, 5-8. Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 109 49. Liu Yichun, Wu Yating, Hu Wenbin (2005), “A research on electroless (Ni-P)- PTFE composite plating”, Electroplating & pollution control, 25, 27-29. 50. M. Mohammadi, M. Ghorbani, A. Azizi (2010), “Effect of specimen orientation and heat treatment on electroless Ni-PTFE-MoS2 composite coatings”, J. Coat. Technol. Res., 7 (6), 697–702. 51. M. Novák, D. Vojtěch, T. Vítů (2010), “Influence of heat treatment on tribological properties of electroless Ni–P and Ni–P –Al2O3 coatings on Al–Si casting alloy”, Applied Surface Science, 256, 2956-2960. 52. Milan Paunovic, Mordechay Schlesinger (2006), Fundamentals Of Electrochemical Deposition Second Edition, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey. 53. Ming-Der Ger , Kung-Hsu Hou , Bing-Joe Hwang (2004), “Transient phenomena of the codeposition of PTFE with electroless Ni–P coating at the early stage”, Materials Chemistry and Physics, 87,102–108. 54. Ming-der Ger, Bing Joe Hwang (2001), “Role of surfactants in codeposition of PTFE particles with electroless NiP coating”, J.Chin. Inst. Chem. Engrs, 32, 503- 509. 55. Ming-Der Ger, Bing Joe Hwang (2002), “Effect of surfactants on codeposition of PTFE particles with electroless Ni-P coating”, Materials Chemistry and Physics, 76, 38–45. 56. Nasser Kanani (2004), Electroplating: basic principles, processes and practice, Elsevier. 57. Nora savage, Mamadou Diallo, Jeremiah Duncan, anita street, richard sustich (2009), Nanotechnology applications for clean water, William andrew inc. 58. O.R.M. Khalifa; E. Abd El-Wahab and Amal. H. Tilp (2010), “The Corrosion Behavior of Electroless Ni-P-SiC and Ni-Sn-P-SiC Nano-Composite Coating’, Journal of Applied Sciences Research, 6, 2280-2289. 59. Ovidio A. Leon, Mariana H. Staia , Hans E. Hintermann (1998), “Deposition of Ni–P–BN(h) composite autocatalytic coatings”, Surface and Coatings Technology, 108–109, 461–465. 60. Paul C. Hiemenz, Raj Rajagopalan (1997), Principles of colloid and surface chemistry, Marcel Dekker. 61. Peng Chengzhang, Zhu Lingling (2010), “Tribological properties and erosion resistance of electroplated Ni-P/nano-Al2O3 composite coatings to aluminum liquid”, The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 20, 1177-1182. 62. Q. Zhao, Y. Liu (2004), “Electroless Ni–Cu–P–PTFE composite coatings and their anticorrosion properties”, Surface & Coatings Technology. 63. R C Agarwala, Vijaya Agarwala (2003), “Electroless alloy/composite coatings: A review”, Sadhan, 28, 475-493. 64. Richard C. Alkire, Dieter M. Kolb (2001), Advances in Electrochemical Science and Engineering, Volume 7, Wiley-Vch Verlag GmbH. 65. Robe J- Bahn, Fred A- Blllm, Bin Zou, “Electroless Process For The Preparations of Particle Enhanced Electric Contact Surfaces”, United States Patent, 2003. Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 110 66. S. Alirezaei, S.M. Monirvaghefi, M. Salehi, A. Saatchi (2007), “Wear behavior of Ni–P and Ni–P–Al2O3 electroless coatings”, Wear, 262, 978–985. 67. S. Ranganatha, T.V. Venkatesha, K. Vathsala (2010), “Development of electroless Ni–Zn–P/nano-TiO2 composite coatings and their properties”, Applied Surface Science, 256, 7377–7383. 68. Sh. Alirezaei, S.M. Monirvaghefi, M. Salehi, A. Saatchi (2004), “Effect of alumina content on surface morphology and hardness of Ni-P-Al2O3 (α) electroless composite coatings”, Surface and Coatings Technology, 184, 170–175. 69. Shusheng Zhang, Kejiang Han, Lin Cheng (2008), “The effect of SiC particles added in electroless Ni–P plating solution on the properties of composite coatings”, Surface & Coatings Technology, 202, 2807– 2812. 70. Susumu Arai , Toshihiko Sato , Morinobu Endo (2011), “Fabrication of various electroless Ni–P alloy/multiwalled carbon nanotube composite films on an acrylonitrile butadiene styrene resin”, Surface & Coatings Technology, 205, 3175– 3181. 71. Song Yanping, Li Gao (1999), “Stduy on the Technology and Properties of Electroless Ni-P-Al2O3”, Surface technology, 28, 3-6. 72. Tadashi Chiba, Koji Monden (2001), U.S Patent 6273943. 73. Takayuki Nakamura, Tadashi Chiba (1993), U.S Patent 5232744. 74. Terence Cosgrove (2010), Colloid science: principles, methods and applications, John Wiley & Sons Ltd. 75. The ASM International Handbook Committee (1994), Volume 5 Surface Engineering, ASM International. 76. Tohru Watanabe (2004), Nano-Plating Microstructure Control Theory of Plated Film and Data Base of Plated Film Microstructure, Elsevier. 77. W. Sha, X. Wu, K. G. Keong (2011), Electroless copper and nickel-phosphorus plating, Woodhead publishing. 78. Waldfried Plieth (2008), Electrochemistry for Materials Science, Elsevier. 79. Wang Baichu, Zhu Yongwe, Xu Xiangyang, Zhai Haijun (2005), “A Review on Studies and Applications of Electroless Ni-P Composite Plating”, Material review, 19, 71-74. 80. Wang Fang, Yuhongying, Sun Dongbo, Wang Xudong, Menghuiming, Yangdejun (2007), “Study on the wear resistance performance of Ni-P-nano-Al2O3 composite coatings”, Electroplating & Finishing, 26, 1-5. 81. Wang Zhou, Zhan G Xuyun, Z Hao Fujun, Li Hongliang, Hu Guangyuan, Xia Lifang, Hao Wensen (2004), “Study of the Technology of Electroless Composited Depositing Ni-P/ PTFE”, Hot Working Technology, 10, 22-23. 82. Willy Metzger, Rudi Ott, Gunter Pappe (1971), U.S. Patent 3617363. 83. Wu Yating, Sun WeiJun, Shen Bin, Liu Lei, Hu Wenbin (2004), “Researching status and prospect of electroless Ni-P-PTFE composite coatings”, Electroplating & pollution control, 24, 4-6. Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 111 84. Xianguo Hu, Peng Jiang, Jiucong Wan, Yufu Xu, Xiaojun Sun (2009), “Study of corrosion and friction reduction of electroless Ni–P coating with molybdenum disulfide nanoparticles”, J. Coat. Technol. Res, 6, 275–281. 85. Y.C. Wu, G.H. Li, L.D. Zhang, and G.M. Song (2000), “Investigation on the Constitution and Mechanical Characteristic of Composite Containing Silicon- Carbide Produced by Electroless Co-deposition”, Journal of Materials Engineering and Performance, 9. 86. Y.S. Huang, X.T. Zeng , X.F. Hu b, F.M. Liu (2004), “Corrosion resistance properties of electroless nickel composite coatings ”, Electrochimica, Acta 49, 4313–4319. 87. Y.S. Huang, X.T. Zeng, I. Annergren, F.M. Liu (2003), “Development of electroless NiP–PTFE–SiC composite coating”, Surface and Coatings Technology, 167, 207–211. 88. Yongwei Zhu, Yongjun Chen and Changhong Zhu (2010), “Ni-P-Nanodiamond composite electroless plating”, Acta Metall. Sin, 23, 6, 409-415. 89. Yoram de Hazan , Denise Zimmermann , Markus Z'graggen , Sigfried Roos , Christos Aneziris, Hans Bollier , Peter Fehr , Thomas Graule (2010), “Homogeneous electroless Ni–P/SiO2 nanocomposite coatings with improved wear resistance and modified wear behavior”, Surface & Coatings Technology, 204, 3464–3470. 90. Zang Weiguo, Mu Gaolin, Yao Suwei (2008), “Synthesis and wear resistance of electroless Ni-P/n-Al2O3 composite coatings”, Nonferrous Metals, 60, 25-28. 91. Zeta meter system 4.0 operating instructiontions. 92. Zhang Shuyan, Hu Sanyuan, " Technological investigation of Ni-P-PTFE electroless composite plating", Journal of china agricultural university, 11, 70-73, 2006. 93. Zhao Dong, Huang Genliang (2008), “Effect of surfactants onf performance of Ni- P-Al2O3-PTFE composite coating”, Corrosion science and protection technology, 20, 140-142. 94. Zheng Xiaomei, Li Zilin, Tong Jie, Hu Dejin (2003), “Research of Electroless Composite Plating of Nickel-nanometer Al2O3”, Surface technology, 32, 23-25. 95. Zhong Huaxiang (1991), “Study on the process for composite plating of Ni-P- Al2O3”, Surface technology, 20, 8-12. 96. Zhou Guanghong, Ding Hongyan (2004), “Preparation of Composite Coating of Amorphous Ni-P Alloy with Nano-Al2O3”, Transactions of materials and heat treatment, 25, 81-84. 97. Zhou Qi, Shao Zhongbao, He Chulin, Shao Zhongcai, Cai Qingkui, Gao Weina (2007), “Impact of surfactants on electroless deposition Ni-P-Nano Al2O3 composite coating”, Journal of chinese Society for corrosion and protection, 27, 27- 30. N Các ghiên cứu c 98. 99. 100. 101. tiêu chuẩn 102. ASTM Disk A 103. ASTM Metal 104. AST of Me 105. ASTM Electr Nicke ông nghệ m đo lường: G99-04 pparatus, B571 – 9 lic Coating M B504-90 tallic Coati B764-94 ochemical l Deposit, A ạ hóa học t (2004), Sta ASTM Inte 7 (2008), S s, ASTM In (2007), St ngs by the (2003), Sta Potential STM Inter ạo lớp phủ c 11 ndard Test rnational. tandard Pra ternational andard Tes Coulometri ndard Test Determinat national. ompozit Ni/ 2 Method fo ctice for Q . t Method f c Method, A Method fo ion of Ind hạt phân tá r Wear Tes ualitative A or Measure STM Inte r Simultan ividual La n (Al2O3, PT Hà Mạnh ting with a dhesion Te ment of Th rnational. eous Thickn yers in M FE) Chiến Pin-on- sting of ickness ess and ultilayer Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hà Mạnh Chiến 113 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 1. Hà Mạnh Chiến, Mai Thanh Tùng, Đặng Việt Anh Dũng, Hoàng Văn Hùng (2009), “Effect of alumina particle size on properties of electrolessly deposited composite Ni-P/Al2O3”, Tạp chí hoá học, tập 47, số 5, tr. 608-612. 2. Hà Mạnh Chiến, Vũ Đức Lượng, Mai Thanh Tùng (2011), “So sánh tính chất hai lớp mạ hoá học compozit NiP-Al2O3 và NiP-PTFE”. Tạp chí công nghiệp hoá chất, số 9, tr.41-44. 3. Hà Mạnh Chiến, Vũ Đức Lượng, Mai Thanh Tùng (2011), “Ảnh hưởng của hàm lượng hạt Polytetrafluoroethylene trong dung dịch tới thành phần và tính chất lớp mạ hoá học compozit NiP-PTFE”. Tạp chí công nghiệp hoá chất, số 10, tr.24-27. 4. Lê Thị Thu Hằng, Hà Mạnh Chiến, Nguyễn Xuân Trường, Mai Thanh Tùng (2012), “Influence of sodium dihypophophide concentration on anticorrosion properties of electrolessly deposited Ni-P alloy in aqueous containing H2S-CO2-Cl- media”. Tạp chí hoá học, 50, 50-54. 5. Lê Thị Thu Hằng, Hà Mạnh Chiến, Mai Thanh Tùng (2012), “Effect of PTFE particle concentration on corrosion and wear resistance of electrolessly deposited NiP-PTFE composite coatings”. Tạp chí hoá học, 50, 66-70.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfluan_an_luan_an_nghien_cuu_cong_nghe_ma_hoa_hoc_tao_lop_phu.pdf
Luận văn liên quan