Application of Electroless Ni-P and Ni-P-Zn Coating on Magnesium Alloy Via Maleic Acid Pre-Treatment and Investigation of Their Properties

Heshmati, Mehrdad and Seifzadeh, Davod (2017) Application of Electroless Ni-P and Ni-P-Zn Coating on Magnesium Alloy Via Maleic Acid Pre-Treatment and Investigation of Their Properties. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (اعمال پوشش های بدون برق نیکل- فسفر و نیکل – فسفر- روی بر روی منیزیم آلیاژی با استفاده از پیش تیمار مالئیک اسید و بررسی خواص آن ها)
Mehrdad Heshmati.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Due to the high strength to weight ratio, magnesium alloys have potential applications in the industrial field. Unfortunately, low corrosion resistance and hardness of the magnesium alloys are restricted the widespread applications of them. Electroless plating is a suitable way to overcome these problems and improve the corrosion resistance and hardness of the alloys. Surface pretreatment layer is including the chromate conversion coating and surface activation by hydroflouric acid. Due to high toxity of the hexavalent chromium compound and severe corresivity of the HF, finding of an environmentally- friendly processes is necessary. In this work, the electroless Ni-P plating of the AM60B magnesium alloy by maleic acid as an environmentally-friendly pretreatment layer is investigated. After applying the maleic acid pretreatment layer, the sample was immersed in sulphate containing electroless Ni-P plating bath. Scanning Electron Microscopy (SEM) showed that the surface of the sample was uniformlly covered by a cauliflower- like electroless coating after 3h plating. Chemical composition of the Ni-P coating which was studied by Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX) demonstrated that the surface has about 6.64 wt.% phosphorus. Moreover the microstructure of the coating was studied by X-ray Diffraction(XRD). The corrosion resistance of the Ni-P coating was studied by potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy in 3.5 wt.% NaCl solution. The result showed that the Ni-P coating was improved the corrosion resistance of the magnesium alloys. Porosity and thermal shock tests revealed that the coating was not porous and has a good adhesion to the substrate. Furtheremore, in this study the electroless Ni-P-Zn coating, with a widespared potential applications in the automotive industry was applied. Similar to the Ni-P coating the electroless Ni-P-Zn coating, was applied on the AM60B alloy by the maleic acid pretreatment layer. The results showed that the coating was amorphous to some extent and the average amount of the P and Zn were about 10.25 and 7.55 wt% respectively. Moreover, the thickness of the coating was about 22 µm. The corrosion results showd that the Ni-P-Zn in comparsion with the applied Ni-P coating has a better hardness and good corrosion resistance which is due to the more compact and amorphous structure of the coating.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: اعمال پوشش های بدون برق نیکل- فسفر و نیکل – فسفر- روی بر روی منیزیم آلیاژی با استفاده از پیش تیمار مالئیک اسید و بررسی خواص آن ها
Persian Abstract: : آلیاژهای منیزیم دارای کاربردهای بالقوه بسیاری در حوزه‌های صنعتی هستند که به دلیل داشتن نسبت سختی به دانسیته بالا حائز اهمیت می باشند. متأسفانه کاربردهای بیشتر آلیاژهای منیزیم به دلیل مقاومت پایین خوردگی وسختی آن‌ها محدود شده است. یکی از راه‌های رفع این مشکل اعمال پوشش‌های یکنواخت الکترولس بر روی آلیاژهای منیزیم است. که در کنار ایجاد مقاومت خوردگی زیاد، سختی آلیاژ تا حد زیادی ارتقاء پیدا می‌کند. آبکاری الکترولس نیکل- فسفر مهم‌ترین نوع آبکاری الکترولس است که برای اعمال آن بر روی آلیاژهای منیزیم معمولاً از مراحل پیش تیمار شامل فرایندهای پوشش تبدیلی کروماته و فعال‌سازی در اسید فلوئوریدریک استفاده می‌گردد. به دلیل سمیت بالای کروم و خورندگی شدید HF، یافتن فرایندهای دوست دار محیط‌زیست ضرورت دارد. در بخش اول از کار پژوهشی اخیر آبکاری نیکل- فسفر به روش الکترولس بر روی آلیاژ AM60B منیزیم مدنظراست. برای این کار از پیش تیمار دوست دار محیط‌زیست اسید مالئیک استفاده شده است. بعد از پیش تیمار مالئیک اسید نمونه آلیاژی در داخل حمام آبکاری الکترولس نیکل – فسفر (که شامل یک حمام سولفاته بود) غوطه‌ور گردید. مطالعات میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان داد که بعد از حدود سه ساعت آبکاری پوشش الکترولس با مورفولوژی گل‌کلمی و سطح کاملاً یکنواخت و بدون حفره بر روی آلیاژ تشکیل شد. ترکیب شیمیایی نیکل- فسفر با روش پراکندگی انرژی اشعه ایکس (EDX) مطالعه شد نشانگر وجود 64/6 درصد وزنی فسفر در پوشش بود. همچنین ریزساختارهای پوشش با روش پراش اشعه ایکس (XRD) بررسی شد. به‌علاوه مقاومت خوردگی پوشش نیکل- فسفر با روش‌های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی در محلول 5/3 درصد NaCl مطالعه گردید که حاکی از افزایش قابل‌توجه مقاومت خوردگی آلیاژ بود. همچنین آزمون‌های تخلخل و شوک حرارتی بر روی نمونه انجام شد که حاکی از عدم تخلخل پوشش و چسبندگی خوب آن به سطح آلیاژ بود. همچنین اعمال پوشش نیکل- فسفر- روی که دارای کاربردهای بالقوه در صنعت و خودروسازی است، در این پایان‌نامه مدنظر قرار گرفت. شبیه بخش اول در اینجا نیز پوشش نیکل- فسفر- روی با استفاده از پیش تیمار اسید مالئیک اعمال گردید. نتایج نشان داد که پوشش تا حد زیادی آمورف با مقدار میانگین فسفر 25/10 درصد وزنی و 55/7 درصد وزنی روی و با ضخامت تقریبی 22 میکرومتر تشکیل می‌شود. نتایج حاصل از آنالیزهای خوردگی نشان داد که این پوشش نسبت به پوشش نیکل- فسفر اعمال شده سختی بیشتر و همین‌طورمقاومت خوردگی بیشتری دارد که این مسئله با ساختار متراکم‌تر و بی‌شکل‌تر آن ارتباط دارد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Seifzadeh, DavodUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
-, -UNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Basic Sciences > Department of Chemistry
Divisions > Faculty of Basic Sciences > Department of Chemistry
Divisions: Subjects > Faculty of Basic Sciences > Department of Chemistry
Faculty of Basic Sciences > Department of Chemistry
Date Deposited: 29 Oct 2018 16:42
Last Modified: 29 Oct 2018 16:42
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/1376

Actions (login required)

View Item View Item