Rysunek 2. Zależność naprężeń własnych od grubości warstwy. Powłoki kompozytowe Ni-B osadzane bez i w obecności składników dodatkowych. Zawartość boru w kąpieli 5 g/dm3.
Naprężenia własne osadzanych powłok kompozytowych w dużym stopniu zależały od dodatku do kąpieli składników dodatkowych. Powłoka kompozytowa osadzana z kąpieli niskostężeniowej bez dodatków organicznych miała naprężenia rozciągające w całym zakresie grubości (rys. 2). Sacharyna wpływała korzystnie na naprężenia własne powstałych powłok kompozytowych Ni-B, gdyż powłoka miała naprężenia ściskające. Butyndiol powodował niewielkie zmniejszenie naprężeń własnych w stosunku do powłok osadzanych z kąpieli bez dodatków. Dodając do kąpieli oba składniki dodatkowe, otrzymano naprężenia ściskające powłoki w całym zakresie grubości. Te różnice w naprężeniach własnych powłok kompozytowych zależą w dużym stopniu od zawartości i rozmiarów wbudowanych cząstek dyspersyjnych a także od rozmiarów krystalitów niklowych [111]. Wyniki pomiarów wielkości krystalitów niklowych [111], mikrotwardości i chropowatości powłok Ni-B przedstawiono w tabeli 1.
Tabela 1. Wyniki pomiarów średnich wymiarów krystalitów niklowych [111], mikrotwardości i chropowatości powłok kompozytowych Ni-B.
Rozmiary krystalitów niklowych [111] w powłokach Ni-B wynosiły od 17 do 50 nm (tab. 1). Wpływ sacharyny zaznaczył się rozdrobnieniem krystalitów niklowych. Dodatek butyndiolu do kąpieli powodował, że krystality niklowe [111] miały duże rozmiary, zwłaszcza przy wysokiej zawartości B. Oba składniki dodatkowe użyte jednocześnie powodowały, że we wszystkich powłokach zmniejszały się rozmiary krystalitów niklowych [111] i miały one najmniejsze rozmiary ze wszystkich badanych powłok. Obecność nanocząstek w osnowie metalowej może powodować zmiany w strukturze krystalicznej [7,8]. Statystyczne analizy (program Statistica StatSoft) danych otrzymanych z pomiarów dyfrakcyjnych D111 [nm] z wynikami badań mikrotwardości HV [GPa] (tab. 1) pokazały, że istnieją zależności między tymi wielkościami. Mikrotwardość powłok Ni-B zwiększała się ze zmniejszaniem rozmiarów krystalitów niklowych [111] zgodnie z prawem Halla – Petcha:
Przedstawiona zależność pozwala stwierdzić, że struktura tych powłok wpływa znacząco na ich mikrotwardość. Stosując odpowiedni skład kąpieli, można osadzać powłoki kompozytowe o wybranych i wymaganych właściwościach. Chropowatość zmniejsza się przez dodanie zarówno sacharyny, jak i butyndiolu (dla wszystkich użytych zawartości boru) (tab. 1). Oba dodatki użyte jednocześnie w kąpieli wpływały na jeszcze większe zmniejszenie chropowatości.
Komentarze (0)