سلوك التآكل للفولاذ منخفض الكربون المطلي بطبقة من الطلاءات المتراكبة (Ni-P) والمدعمة بدقائق مختلفة متناهية الصغر
Corrosion Behavior of Low Carbon Steel Plated with (Ni-P) Composite Coatings Reinforced with Different Nanoparticles
- الباحث
- مروج محمد شنيار
- المشرف
- عباس خماس حسين - ليث قيس عباس
- الجامعة
- الجامعة التكنولوجية
- الكلية / القسم
- قسم هندسة المواد / هندسة المواد
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2021
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- Ni-P composite coatings;Corrosion behavior;Low carbon steel;Nanoparticles
الملخص
الطلاءات المتراكبة النانوية اساسها من مادة النيكل (طلاء المركب النانوي المعدني) تم تصنيعها بأستخدام تقنية الترسيب اللاكهربائي على ركيزة فولاذية منخفضة الكربون في هذا العمل. عملية الطلاء هذه هي طريقة بديلة لتطبيق الطلاء على مجموعة متنوعة من الركائز. ومع ذلك ، فإن تأثير تركيبة الحمام على بنية الطور والصلادة المايكروية ومعدل التآكل مهم للغاية ، وبالتالي فإن العمل الحالي سيقارن تأثيرات اضافة الجسيمات النانوية TiO2) , و120ه, 2 على بنية الطور والبنية المجهرية والبنية المجهرية للطلاءات النانوية المتراكبة المصنعة بواسطة تقنية الترسيب اللاكهربائي. حيث تمت دراسة الخواص الميكانيكية (الصلادة المايكروية ، الخشونة) ، الخواص الكيميائية (معدل التآكل) وتحليل البنية المجهرية باستخدام (XRD,EDS,SEM) لجميع انواع طلاءات المتراكبة النانوية . لتجنب عدد كبير من العينات , تم تصميم التجارب (DOE) مصفوفة تاجوشي المتعامدة القائمة على الاستحسان (OA) وتفييم تأثير العوامل باستخدام تحليل التباين (ANOVA) في النهاية , سمح هذا العمل بتحديد التركيبة الاكثر فاعلية للمعلمات التي يمكنها الحصول على خصائص الطلاء (EN) من بين العوامل المختلفة التي تؤثر على خصائص الطلاء (EN) ، تم اختيار اربعة معلمات تعمل على زيادة الصلادة المايكروية وسمك الطلاء وتقليل معدل التآكل وخشونة الطلاء ، كأهمها مادة النانو ، ووقت الطلاء ، ودرجة حرارة الحمام ، وسرعة التحريك . تم استخدام وظائف الاستحسان للتحسين الفردي والاستجابة المتعددة (التحسين متعدد الأهداف). يتم إجراء مزيد من تجارب التأكيد للتحقق من صحة النتائج. وفقًا لنتائج التحسين الفردية ، فإن المعلمات المثلى لعملية الطلاء (EN) هي (معدل التآكل mmpy) 0.120) ، مادة النانو ،(SiO2) درجة حرارة الحمام (80 درجة مئوية) ، وقت الطلاء (40 دقيقة) ، الصلادة الدقيقة Hy) 516.2667( ، درجة حرارة الحمام (100 درجة مئوية) ، وقت الطلاء (120 دقيقة) ، خشونة الطلاء (0.0990 ميكرومتر) ، مادة النانو (و510) ، درجة حرارة الحمام (80 درجة مئوية) ، وقت الطلاء (80 دقيقة) ، والسمك (38.8833 ميكرومتر) ، مادة النانو (SiOz) ، درجة حرارة الحمام (100 درجة مئوية) ، وقت الطلاء (120 دقيقة)). أشارت نتائج التحسين متعدد الأهداف إلى أن الظروف المثلى لطلاء (EN) هي ale) النانو (SiOz) ، درجة حرارة الحمام (100 درجة مئوية) ، وقت الطلاء (120 دقيقة) ، والاستحسان المتراكبة (0.765710)). من نتائج (ANOVA) ، لوحظ أن Bale النانو لها التأثير الأكثر أهمية على الاستحسان المتراكبة لطلاء (EN) .أظهر توصيف (SEM) أن سطح الطلاءات Gulal(EN) ، ومسامية منخفضة ¢ وكثيفة. أظهرت مخططات (XRD) تكوين مركبات فوسفيد النيكل المختلفة. أثبتت قياسات التآكل أن مقاومة التآكل للفولاذ منخفض الكربون تزداد مع وجود جزيئات 535 (SiOz) .
Abstract
The Ni-based nanocomposite coatings (metal matrix nanocomposite coating) were synthesized using an electroless deposition process on a low carbon steel substrate in this work. This coating process is an alternate method for applying coatings to a variety of substrates. The influence of the bath composition on microhardness, phase structure and corrosion rate, on the other hand, is essential. As a result, the current study will investigate the influence of incorporating (TiO2, Al2O3, and SiO2) nanoparticles into nanocomposite coatings created using the electroless deposition method on microstructure, phase structure, and morphology. For all types of nanocomposite coatings, chemical properties (corrosion rate), mechanical characteristics (microhardness, roughness), and microstructure analysis were investigated utilizing (XRD, SEM, and EDS). To avoid utilizing a large number of specimens, a design of experiments (DOE), the desirability-based Taguchi orthogonal array (OA), is created, and the factors' effect is examined utilizing analysis of variance (ANOVA). Finally, this research allowed for the identification of the most effective set of parameters for obtaining electroless nickel plating characteristics (EN). Among various parameters that affect (EN) plating properties, three parameters (Nano material, plating time, bath temperature, and speed of stirring) maximize the microhardness and coating thickness and minimize the corrosion rate and coating roughness, have been chosen as the most important ones. Single response optimization and multi response optimization have both employed desirability functions (multi-objective optimization). Confirmation experiments are also carried out to ensure that the results are accurate. According to the single optimization results, the optimal parameters of (EN) coating process are (corrosion rate (0.120 mmpy), Nano material (SiO2), bath temperature (80 °C), plating time (40 min.), microhardness (516.2667 HV), bath temperature (100 °C), plating time (120 min.), Coating Roughness (0.0990 μm), Nano material (SiO2), bath temperature (80 °C), plating time (80 min.), and thickness (38.8833 μm), Nano material (SiO2), bath temperature (100 °C), plating time (120 min.)). The optimal parameters for (EN) coatings are (Nano material (SiO2), bath temperature (100°C), plating duration (120 min.), and composite desirability (0.765710), according to the results of the multi-objective optimization. From (ANOVA) results, it is observed that the Nano material has the most significance effect on the composite desirability of (EN) coating. The surface of (EN) coatings is smooth, low porosity, and dense, according to (SEM) characterization.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.