Luận văn nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ hạt Al2O3 và kích thước hạt lên tính chất của lớp phủ compozit NiP-Al2O3 chế tạo bằng phương pháp mạ hoá học.

MỞ ĐẦU

Lớp mạ hóa học niken hóa học (electroless nickel- EN) rất được quan tâm trong kỹ thuật do hợp kim NiP thu được có nhiều tính chất đáng lưu ý như: độ cứng, độ bền cơ cao, hệ số ma sát thấp, khả năng chịu ăn mòn tốt. Lớp mạ này đã được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt trong những ngành công nghệ cao như cơ khí chính xác, điện tử, viễn thông, ôtô, hàng không [1-6] Trong khoảng hơn 10 năm trở lại đây, sự phát triển khoa học kỹ thuật đòi hỏi phải tạo ra các hệ vật liệu có các tính chất cơ tính, hóa tính, từ tính ưu việt hơn. Một trong những xu hướng được quan tâm nhiều là sử dụng các hệ vật liệu compozit của NiP để nâng cao tính năng, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật. Màng compozit NiP-hạt phân tán cũng là một trong những hệ vật liệu tiềm năng và được nghiên cứu rộng rãi tại các nước phát triển. Cho tới nay đã có rất nhiều hệ compozit khác nhau của NiP được nghiên cứu như NiP/hạt cứng (SiC, Al2O3, BN, WC ) nhằm tăng độ cứng, NiP-PTFE tăng độ ma sát, tăng khả năng chịu ăn mòn Cùng với các nghiên cứu ứng dụng trong công nghiệp, các vấn đề lý thuyết về cơ chế kết tủa màng compozit, tương tác giữa hạt phân tán và NiP cũng như ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ cũng được quan tâm nghiên cứu nhằm đưa ra những thông tin tốt nhất phục vụ hoàn thiện công nghệ [1,2,7-12].

Mục tiêu của luận văn này là nghiên cứu lớp mạ niken hoá học compozit NiP-Al2O3 cụ thể là: Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng và kích thước hạt Al2O3 trong dung dịch tới cấu trúc và tính chất lớp mạ hoá học compozit NiP-Al2O3. Các nội dung chính của luận văn bao gồm:

- Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng Al2O3 trong dung dịch tới cấu trúc và tính chất lớp mạ hoá học NiP- Al2O3

- Nghiên cứu ảnh hưởng kích thước hạt Al2O3 trong dung dịch tới cấu trúc và tính chất lớp mạ hoá học NiP-Al2O3.

Từ kết quả thu được sẽ tìm ra các điều kiện công nghệ tối ưu chế tạo màng compozit, đồng thời làm sáng tỏ cơ chế ảnh hưởng của các thông số này tới cấu trúc và tính chất của màng.

Ảnh hưởng của hàm lượng Al2O3 tới thành phần của lớp mạ, cấu trúc, tính chất ăn mòn và độ cứng của compozit NiP-Al2O3 được nghiên cứu bằng phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM), phổ tán xạ năng lượng (EDS), nhiễu xạ tia X (XRD), đo Galvanostatic, đường cong phân cực và đo độ cứng. Các hạt Al2O3 được sử dụng với hàm lượng thay đổi 0g/l, 10g/l, 15g/l, 20g/l cho quá trình kết tủa NiP-Al2O3. Kết quả chỉ ra rằng thành phần P, tốc độ kết tủa và khả năng chịu ăn mòn giảm khi hàm lượng Al2O3 tăng. Thành phần Al2O3 và độ cứng của lớp phủ tăng khi hàm lượng hạt trong dung dịch tăng và đạt giá trị lớn nhất ở hàm lượng 15g/l Al2O3.

Ảnh hưởng của cỡ hạt Al2O3 tới cấu trúc, khả năng chịu ăn mòn của lớp phủ compozit hoá học NiP-Al2O3 cũng được nghiên cứu. Dung dịch mạ niken hoá học sử dụng cho lớp phủ compozit có chứa các hạt Al2O3 với các kích thước khác nhau (0.6μm, 8μm, 15μm). Tính chất của lớp phủ được khảo sát bằng các phương pháp SEM, EDX, XRD, Galvanostatic, đường cong phân cực và đo độ cứng. Kết quả cho thấy thành phần P, tốc độ kết tủa và khả năng chịu ăn mòn giảm khi cỡ hạt tăng. Trong khi đó, hàm lượng Al2O3 , độ cứng của lớp phủ NiP-Al2O3 tăng khi cỡ hạt tăng. Các kết quả thu được có thể giải thích thông qua tương tác của hạt Al2O3 với màng NiP trong quá trình kết tủa.

Giá trị độ cứng cao nhất đạt được khi mạ compozit với hàm lượng Al2O3 là 15g/l và cỡ hạt là 15μm