Kesikli elektrolitik kaplama yöntemiyle üretilen Ni-B-TiN MMC'lerin aşınma ve korozyon davranışları

Çalışmanın temel amacı Ni-B-TiN kompozit kaplamaların oluşumunu etkileyen parametreleri (partikül konsantrasyonu, akım yoğunluğu ve iş çevrimi) optimize etmek ve elde edilen kaplamaların mekanik, tribolojik ve korozyon özelliklerini incelemektir. TiN partiküllerinin elektrolit içindeki süspansiyonu, zeta potansiyel tekniği ile incelenmiştir. Kaplama yüzeyi, enine kesitlerde biriken partiküller ve aşınmış yüzeyler taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile analiz edildi ve homojen, yoğun ve pürüzsüz bir yüzeye sahip kompozit kaplama elde edildi. Biriktirilen kaplamaların faz yapıları X-ışını kırınımı (XRD) ile analiz edildi. X ışını kırınımı (XRD) modelleri kullanılarak, kaplamaların kristal boyutu ve kafes bozulması hesaplanmıştır. Altlık üzerine biriktirilen Ni-B-TiN kompozit kaplamaların mekanik özelliklerini geliştirmek ve metaller arası çökeltme sağlamak üzere 1 saat boyunca 400oC'de ısıl işleme tabi tutuldu. XRD sonuçlarında Ni (111) fazının baskın olduğu ve ısıl işlem sonrasında Ni2B ve Ni3B fazlarının oluştuğu gözlendi. Kaplamaların enine kesitlerinde nano-indentasyon sertlik testleri yapıldı. Tribolojik ölçümler için pistonlu bilyalı disk testleri yapıldı. Aşınma testleri, 5 N yük altında oda sıcaklığında (25oC), % 45±2 bağıl nem ortamında gerçekleştirildi ve sonuçlar incelendi. Aşınma testi sonuçları, kaplama sürtünme katsayısının ve aşınma oranının azaldığını göstermiştir. Kaplamaların korozyon özellikleri, ağırlıkça % 3,5 NaCl çözeltisi içerisinde incelenmiş ve elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) uygulanmıştır. Mikro-yapılar, kaplama kalınlığı, mekanik özellikler, tribolojik ve korozyon testleri, Ni-B-TiN kompozit kaplama mekanizmalarının Gugliemi'nin absorpsiyon modeli tarafından yönetildiğini göstermiştir. Bu çalışmada, darbeli akım kaplama (PC) yöntemiyle TiN nano-partikülleri içeren bir nikel Watts banyosu kullanılarak Ni-B-TiN kompozit kaplamalar başarıyla elde edilmiştir. Bu modele ve deneysel sonuçlara göre, 15 g/L elektrolit içindeki TiN partikül içeriğinin, 4,5 A/dm2 akım yoğunluğu ve % 40 iş çevriminde en iyi özellikleri elde etmek için optimum konsantrasyon olduğu gösterilmiştir.