LỜI MỞ ĐẦU Lớp mạ hóa học niken (electroless nickel- EN) rất được quan tâm trong kỹ thuật do hợp kim NiP [hú được có nhiều tính chất như: độ cứng, độ bền cơ cao, hệ số ma sảt thập, khả năng chin an mon tốt. Lớp mạ này đã được ứng dựng trong nhiên ngảnh công nghiệp, đặc biệt trong những ngành công nghệ cao như cơ khí chính xác, điện tử, viễn thông, ôlô, lừng không. Trong những thập kỷ gân đây, sự phát triển khoa học ký thuật đòi hói phải tạo ra các hệ vật liệu có các tính chất cơ tính, hỏa tính, từ tính. Một trong những xu hưởng, được quan tâm nhiều Tà sở dụng cáo hệ vật liéu compovit atin NiP dé nding cao tính năng, đáp ửng yêu cầu kỹ thuật.
Màng compozit NiP-hạt phân tản cũng là một trong những hệ vật liệu tiểm năng và được nghiên cứu rộng rãi tại các nước phát triển. Cho tới may đá cỏ rất nhiều hệ conusaz4t khác nhau của NÍP được nghiên cứu như NiP/hạt cứng (hạt nano Cacbon, 3iC, Al2O;, HN, WC.) nhằm tăng độ cứng, KÍP-PTEE tăng độ ma sát, tăng khả năng chịu ăn mòn. Củng với các nghiên củu ứng dụng trong công nghiệp, các văn để lý thuyết về cơ chế kết tủa màng compozit, tương tác giữa hạt phản tán và NiP cững như ảnh hưởng của các yêu tổ công nghệ cũng được quan tầm nghiên cứu nhằm đua ra những thông. tin tat nhát phục vụ hoàn thiện công nghệ.
Do vậy mục tiêu cúa luận văn này là nghiền cứu lớp ma niken hod học compozit NiP — SiC : “Nghién citu ảnh hưởng của nồng độ hạt nano SïC trong dụng dịch tới cấu trúc và tỉnh chit iép ma hée hoc composite NiP- đfC”. Các nội dung chỉnh của luận văn bao gốm: -_ Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng SiC trong dung dịch tới cấu trúc lớp mạ hoá học NiP — SiC. Tuân văn thạc sĩ 8 Nguyễn Tuấn Anh Aghiên cứu ảnh hướng của nông độ hạt nano SIC trong dụng dịch tới cầu trúc vai tink chdt lop ma héa hoc composite NP-SiC Hình 2.8- a) Để thiE—i — b) Để thị E—Ln| Hình 3.1 - Anh SEM bé mặt lớp mạ compozit với nông độ SiC khác nhau.2 - Hình ảnh phỏ EDS các mẫu mạ NiP compozit với hảm lượng SiC khác.3 - Đường cong phân cực trong dung dịch NaCl 3.5% các màng với nống độ SiC khác nhan Hình 3.4 - Kết quả đo phổ tổng trở các mẫu mạ với nẵng độ S¡C khác nhau.5 - Mạch trong đương của quá trình ăn mon iép phti compozit MiP trong dung dich NaCl Tuân văn thạc sĩ 7 Nguyễn Tuấn Anh Aghiên cứu ảnh hướng của nông độ hạt nano SIC trong dụng dịch tới cầu trúc vai tink chdt lop ma héa hoc composite NP-SiC DANH MUC BANG BIEU Bang 1.1 - Độ hoà tan của Niken pholphit phụ thuộc pH Bảng 1.2- Hiệu quả khi sử dụng axit suxinic.3 - Các tính chất vật ly của lớp phủ EM Bảng 1.4- Các tính chất cơ của lớp phủ NiP.§- Dộ mài mỏn theo phương pháp thử Taber.6- Dé mai mèn theo phương pháp gia tốc Bảng 1.7- Khả năng chiu mài mèn của lớp Ni hoá học eompot Bang 1.8- Cac hé sd an mon va giá trị ăn mòn của các Bang 1.9- 11é số ma sắt và số liện ăn mòn của lớp phủ compozit MÌP/PTFTE lớp phú compozit niken hoá học Bang 1.10 - Hệ số ma sát của các lớp phủ compozit.11 - Thay đổi độ nhảm theo kích thước hạt và sau khi fam nhẫn Bảng 1.12 - Thay đổi độ nham bề mặt khi kết tủa thêm lớp phủ thứ hai.1 - Các bước chuẩn bị mẫu.1 - Ảnh hưởng hàm lượng SiC trong dung địch đến thành phan SiC trong màng Bảng 3.3 - Kết quả điện thể ăn mòn E„„. đồng ăn mòn I,„, và điện trở ăn mòn R„ Bảng 3.3 - Tổng hợp kết quá điện trở chuyên điện tích Re Bang 3.4 - Kết quả đo độ cứng vả chiều đảy cic miu ma NiP khác nhan Bảng 3.5 - Tổng hop ảnh hưởng của hàm lượng SìC tới thành phần và câu trúc lớp mạ Tuân văn thạc sĩ 5 Nguyễn Tuấn Anh Aghiên cứu ảnh hướng của nông độ hạt nano SIC trong dụng dịch tới cầu trúc vai tink chdt lop ma héa hoc composite NP-SiC LỜI MỞ ĐẦU Lớp mạ hóa học niken (electroless nickel- EN) rất được quan tâm trong kỹ thuật do hợp kim NiP [hú được có nhiều tính chất như: độ cứng, độ bền cơ cao, hệ số ma sảt thập, khả năng chin an mon tốt.
Lớp mạ này đã được ứng dựng trong nhiên ngảnh công nghiệp, đặc biệt trong những ngành công nghệ cao như cơ khí chính xác, điện tử, viễn thông, ôlô, lừng không. Trong những thập kỷ gân đây, sự phát triển khoa học ký thuật đòi hói phải tạo ra các hệ vật liệu có các tính chất cơ tính, hỏa tính, từ tính. Một trong những xu hưởng, được quan tâm nhiều Tà sở dụng cáo hệ vật liéu compovit atin NiP dé nding cao tính năng, đáp ửng yêu cầu kỹ thuật. Màng compozit NiP-hạt phân tản cũng là một trong những hệ vật liệu tiểm năng và được nghiên cứu rộng rãi tại các nước phát triển.
Cho tới may đá cỏ rất nhiều hệ conusaz4t khác nhau của NÍP được nghiên cứu như NiP/hạt cứng (hạt nano Cacbon, 3iC, Al2O;, HN, WC.) nhằm tăng độ cứng, KÍP-PTEE tăng độ ma sát, tăng khả năng chịu ăn mòn. Củng với các nghiên củu ứng dụng trong công nghiệp, các văn để lý thuyết về cơ chế kết tủa màng compozit, tương tác giữa hạt phản tán và NiP cững như ảnh hưởng của các yêu tổ công nghệ cũng được quan tầm nghiên cứu nhằm đua ra những thông. tin tat nhát phục vụ hoàn thiện công nghệ. Do vậy mục tiêu cúa luận văn này là nghiền cứu lớp ma niken hod học compozit NiP — SiC : “Nghién citu ảnh hưởng của nồng độ hạt nano SïC trong dụng dịch tới cấu trúc và tỉnh chit iép ma hée hoc composite NiP- đfC”.
Các nội dung chỉnh của luận văn bao gốm: -_ Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng SiC trong dung dịch tới cấu trúc lớp mạ hoá học NiP — SiC. Tuân văn thạc sĩ 8 Nguyễn Tuấn Anh Aghiên cứu ảnh hướng của nông độ hạt nano SIC trong dụng dịch tới cầu trúc vai tink chdt lop ma héa hoc composite NP-SiC DANH MUC BANG BIEU Bang 1.1 - Độ hoà tan của Niken pholphit phụ thuộc pH Bảng 1.2- Hiệu quả khi sử dụng axit suxinic.3 - Các tính chất vật ly của lớp phủ EM Bảng 1.4- Các tính chất cơ của lớp phủ NiP.§- Dộ mài mỏn theo phương pháp thử Taber.6- Dé mai mèn theo phương pháp gia tốc Bảng 1.7- Khả năng chiu mài mèn của lớp Ni hoá học eompot Bang 1.8- Cac hé sd an mon va giá trị ăn mòn của các Bang 1.9- 11é số ma sắt và số liện ăn mòn của lớp phủ compozit MÌP/PTFTE lớp phú compozit niken hoá học Bang 1.10 - Hệ số ma sát của các lớp phủ compozit.11 - Thay đổi độ nhảm theo kích thước hạt và sau khi fam nhẫn Bảng 1.12 - Thay đổi độ nham bề mặt khi kết tủa thêm lớp phủ thứ hai.1 - Các bước chuẩn bị mẫu.1 - Ảnh hưởng hàm lượng SiC trong dung địch đến thành phan SiC trong màng Bảng 3.3 - Kết quả điện thể ăn mòn E„„. đồng ăn mòn I,„, và điện trở ăn mòn R„ Bảng 3.3 - Tổng hợp kết quá điện trở chuyên điện tích Re Bang 3.4 - Kết quả đo độ cứng vả chiều đảy cic miu ma NiP khác nhan Bảng 3.5 - Tổng hop ảnh hưởng của hàm lượng SìC tới thành phần và câu trúc lớp mạ Tuân văn thạc sĩ 5 Nguyễn Tuấn Anh Aghiên cứu ảnh hướng của nông độ hạt nano SIC trong dụng dịch tới cầu trúc vai tink chdt lop ma héa hoc composite NP-SiC DANH MỤC HÌN Tình 1.1 - Đỗ thị điện cực thẻ hỗn hợp.2 - Điện thế phân ứng khử hyđro trên cáo xúc tác kừm loại khảe nhau (rong trường hợp chal khử là NaH2PO2, HCHO, NaBH4, DMAB, NH2NH2 Hình 1.3 - Ảnh luỏng của nhiệt độ tới tốc độ mạ Hình 1.4- Ảnh hưởng của pH tới tốc mạ.§ - Ảnh hưởng của chất kích thích lên tốc độ mạ.6- Ảnh hưởng của nồng độ mol [Ni]2- ? [H2PO2]- tới tốc độ mạ.7- (a) Giản để pha của hợp kim NiP. {b) câu trúc pha của lớp mạ NIP.8 - Ảnh hiến vi điện tử truyền qua (TEM) lớp ma NÍP với các hâm lượng P khác nhau.9 - Ảnh hướng của thánh phẩn hợp kim đến khối lượng riêng của cáo lớp pha Ni-P và Ni-B Hình 1.10- Cơ chế hình thành lớp mạ compozit Hình 1.11 - Cầu trúc lớp ion hình thành trên bề mặt hạt rắn.12 - Ảnh hưởng của độ dày lớp phủ lên độ nhám bể mặt đổi với lớp phủ hoá học NIP có chứa loại hạt kim cương khác nhau.13 - Ảnh hưởng của độ dày lớp phủ lên độ nhám bể mặt đối với NiP hoá học có chứa các hại (A) SỈC và (B) A12O3.1- Ảnh SEM ctia hat nano SiC sir dụng trong thí nghiêm.2 - Dài làm việc của các kỹ thuật hiển vi điện tử và quang học Hình 2.3 - Nguyên lý cơ bản của kinh hiển vi điện tử quét.4- Sơ để đo điện hóa- phân cực.5 - Sơ để khối mö phỏng nguyên lý đo tổng trở.6 - Biểu diễn hình học các phẩn tử phức.7 — Xác định điện trở phân cực Rp Tuân văn thạc sĩ 6 Nguyễn Tuấn Anh Aghiên cứu ảnh hướng của nông độ hạt nano SIC trong dụng dịch tới cầu trúc vai tink chdt lop ma héa hoc composite NP-SiC DANH MỤC HÌN Tình 1.1 - Đỗ thị điện cực thẻ hỗn hợp.2 - Điện thế phân ứng khử hyđro trên cáo xúc tác kừm loại khảe nhau (rong trường hợp chal khử là NaH2PO2, HCHO, NaBH4, DMAB, NH2NH2 Hình 1.3 - Ảnh luỏng của nhiệt độ tới tốc độ mạ Hình 1.4- Ảnh hưởng của pH tới tốc mạ.§ - Ảnh hưởng của chất kích thích lên tốc độ mạ.6- Ảnh hưởng của nồng độ mol [Ni]2- ? [H2PO2]- tới tốc độ mạ.7- (a) Giản để pha của hợp kim NiP.
{b) câu trúc pha của lớp mạ NIP.8 - Ảnh hiến vi điện tử truyền qua (TEM) lớp ma NÍP với các hâm lượng P khác nhau.9 - Ảnh hướng của thánh phẩn hợp kim đến khối lượng riêng của cáo lớp pha Ni-P và Ni-B Hình 1.10- Cơ chế hình thành lớp mạ compozit Hình 1.11 - Cầu trúc lớp ion hình thành trên bề mặt hạt rắn.12 - Ảnh hưởng của độ dày lớp phủ lên độ nhám bể mặt đổi với lớp phủ hoá học NIP có chứa loại hạt kim cương khác nhau.13 - Ảnh hưởng của độ dày lớp phủ lên độ nhám bể mặt đối với NiP hoá học có chứa các hại (A) SỈC và (B) A12O3.1- Ảnh SEM ctia hat nano SiC sir dụng trong thí nghiêm.