عنوان اختراع: فرایند ساخت پوشش نانو كامپوزیتی نیكل -فسفر -نانولوله كربنی به روش الكترولس

خلاصه اختراع

نانو لوله های كربنی CNTs با استحكام مكانیكی بسیار بالا و ساختار لوله ای شكل منحصر به فرد، به عنوان موادی ایده آل جهت ساخت انواع كامپوزیت شناخته می شوند. روش پوشش دهی الكترولس به طور گسترده برای پوشش های كامپوزیتی پایه نیكل به كار برده می شود. در این روش رسوب فلز به وسیله احیاء یون های فلزی موجود در حمام توسط عامل احیاء كننده و بدون اعمال جریان خارجی انجام می شود. در این پژوهش برای اولین بار در ایران توانسته ایم با ساخت امولسیون نانو لوله كربنی و به كمك روش الكترولس منجر به هم رسوبی نانو لوله های كربنی در هنگام رسوب پوشش نیكل - فسفر و در نتیجه ساخت پوشش الكترولس نانو كامپوزیتی نیكل - فسفر - نانو لوله كربنی Ni-P-CNT شویم. در ابتدا زیر لایه های سی با تركیبی از عملیات شستشوی اسیدی و قلیایی آماده شدند. با استفاده از سیم نیكلی زیر لایه ها در حمام الكترولس فعال شدند و زیر پوشش نیكل - فسفر به ضخامت 5 میكرومتر بر روی آن ها رسوب داده شد. نانو لوله های كربنی به دلیل بر همكنش های بسیار قوی وان در والس ، بسیار مستعد به آگلومره شدن در حمام الكترولس هستند. امولسیون نانو لوله كربنی پس از اسید شویی نانو لوله ها و افزودن عوامل فعال كننده سطح تحت عملیات آلتراسونیك بدست آمد. سپس این امولسیون به حمام الكترولس افزوده شد و پس از دو ساعت آبكاری پوشش Ni-P-CNT به ضخامت 30 میكرومتر حاصل شد. در ادامه برخی نمونه ها در دمای 400 درجه سانتی گراد به مدت 2 ساعت عملیات حرارتی شدند. پوشش ها با میكروسكوپ الكترونی روبشی SEM مشخصه یابی شدند و آزمون های ریز سخنی سنجی، خوردگی و سایش بر روی آن ها انجام شد. نتایج نشان دادند نانو لوله های كربنی توزیع همگنی در زمینه داشته و پوشش جدید نانو كامپوزیتی دارای سختی 795 و 1435 ویكروز به ترتیب در دو حالت خام و عملیات حرارتی شده است كه این مقادر بسیار بیشتر از سختی پوشش الكترولس نیكل - فسفر غیر كامپوزیتی (541 و 1000 ویكرز به ترتیب در دو حالت خام و عملیات حرارتی شده) است. همچنین رسوب نانو لوله های كربنی در پوشش نانو كامپوزیتی سبب افزایش 55 درصدی مقاومت خوردی، كاهش 86 درصدی نرخ سایش و كاهش 60 درصدی ضریب اصطكاك نسبت به پوشش الكترولس نیكل - فسفر غیر كامپوزیتی شد.