Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Akımsız Kaplama Yöntemi ile CeO2 Takviyeli Ni-B Nanokompozit Kaplama Üretimi ve Karakterizasyonu

Yıl 2021, Cilt: 21 Sayı: 1, 209 - 216, 24.02.2021
https://doi.org/10.35414/akufemubid.820183

Öz

Ni-B ve Ni-B-CeO2 nanokompozit kaplamalar nikel sülfat hekzahidrat, dimetilamin boran, sodyum asetat ve tiyoüre içeren kaplama banyosu kullanılarak akımsız kaplama işlemi ile üretilmiştir. Nanokompozit üretiminde kullanılan CeO2 nanopartikül takviyelerinin boyutu 100-500 nm aralığındadır. Takviye partiküllerinin banyo içerisinde kolay dağılımını ve ıslanabilirliğini artırmak için sodyum dodesil sülfat kullanılmıştır. Takviye partikül miktarı 15 gr/lt olarak seçilmiştir. Saf Ni-B ve nanokompozit Ni-B-CeO2 akımsız kaplamalar için banyo pH değeri 6, kaplama süresi 60 dakika ve banyo sıcaklığı 70 °C ± 5 °C olarak belirlenmiştir. Takviye CeO2 nanopartiküllerinin kaplamanın morfolojisi ve sertliği üzerindeki etkileri incelenmiştir. Yapılan karakterizasyon işlemleri sonucunda nanoboyutlu CeO2 partiküllerinin Ni-B alaşımına başarılı bir şekilde ilave edildiği ve nanokompozit kaplama üretiminin gerçekleştirildiği belirlenmiştir. Bununla birlikte takviye malzemenin etkisinin karşılaştırmalı olarak incelenmesi amacıyla aynı banyo bileşimi kullanılarak takviyesiz saf Ni-B kaplama da üretilmiştir. CeO2 nanopartiküllerinin Ni-B matrisine ilave edilmesiyle hesaplanan Ni kristal boyutu 43 nm'den 24,9 nm'ye düşmüştür. Ayrıca saf Ni-B alaşımı ile kıyaslandığında CeO2 takviyeli Ni-B nanokompozit kaplamanın sertlik değerinde de artış meydana geldiği belirlenmiştir.

Destekleyen Kurum

BOREN

Proje Numarası

2017-31-07-25-001

Kaynakça

  • Referans1 Afroukhteh, S., Dehghaniann, C. and Emamy M., 2012. Preparation of Electroless Ni–P Composite Coatings Containing Nano-Scattered Alumina in Presence of Polymeric Surfactant. Progress in Natural Science: Materials International, 22(4), 318–325.
  • Referans2 Akyol, A., Algul, H., Uysal, M., Akbulut, H. and Alp, A., 2018. A novel approach for wear and corrosion resistance in the electroless Ni-P-W alloy with CNFs co-depositions. Applied Surface Science, 453, 482-492.
  • Referans3 Georgiza, E., Gouda, V. and Vassiliou, P., 2017. Production and properties of composite electroless Ni-B-SiC coatings. Surface & Coatings Technology, 325, 46–51.
  • Referans4 Kasturibai, S. and Kalaignan, G.P., 2014. Characterizations of electrodeposited Ni-CeO2 nanocomposite coatings. Materials Chemistry and Physics, 147, 1042-1048.
  • Referans5 Krishnaveni, K., Narayanan, T.S.N.S. and Seshadri, S.K., 2005. Electroless Ni–B coatings: preparation and evaluation of hardness and wear resistance. Surface & Coatings Technology, 190, 115–121.
  • Referans6 Mohanapriya, M.K., Deshmukh, K., Ahamed, M.B., Chidambaram, K. and Pasha, S.K.K., 2016. Influence of Cerium Oxide (CeO2) Nanoparticles on the Structural, Morphological, Mechanical and Dielectric Properties of PVA/PPy Blend Nanocomposites. Materials Today: Proceedings, 3, 1864-1873.
  • Referans7 Pancrecious, J.K., Deepa, J.P., Jayan, V., Bill, U.S., Rajan, T.P.D. and Pai, B.C., 2018. Nanoceria induced grain refinement in electroless Ni-B-CeO2 composite coating for enhanced wear and corrosion resistance of Aluminium alloy”. Surface & Coatings Technology, 356, 29–37.
  • Referans8 Qu, N.S., Qian, W., Hu, X.Y. and Zhu Z W., 2013. Fabrication of Ni-CeO2 Nanocomposite Coatings Synthesized via a Modified Sediment Co-Deposition Process. International Journal of Electrochemical Science, 8, 11564–11577.
  • Referans9 Radu, T., Vlad, M., Potecaşu, F. and Istrate, G.G., 2015. Preparation and Characterization of Electroless Ni–P–Al2O3 Nanocomposite Coatings. Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, 10 (3), 1055-1065.
  • Referans10 Sahoo, P. and Das, S.K. 2011. Tribology of electroless nickel coatings – A review. Materials and Design, 32, 1760–1775.
  • Referans11 Shakoor, R.A., Kahraman, R., Gao, W. and Wang, Y., 2016. Synthesis, Characterization and Applications of Electroless Ni-B Coatings-A review. International Journal of Electrochemical Science, 11, 2486-2512.
  • Referans12 Shakoor, R.A., Waware, U.S., Ali K., Kahraman, R., Popelka, A., Yusuf, M.M. and Hasan, A., 2017. Novel Electrodeposited Ni-B/Y2O3 Composite Coatings with Improved Properties. Coatings, 7, 161.
  • Referans13 Sudagar, J., Lian, J. and Sha, W., 2013. Electroless nickel, alloy, composite and nano coatings – A critical review. Journal of Alloys and Compounds, 571, 183-204.
  • Referans14 Xue, Y.J., Jia, X.Z., Zhou, Y.W., Ma, W. and Li, J.S., 2006. Tribological performance of Ni–CeO2 composite coatings by electrodeposition. Surface & Coatings Technology, 200, 5677-5681.
  • Referans15 Vitry, V. and Bonin, L., 2017. Increase of boron content in electroless nickel-boron coating by modification of plating conditions. Surface & Coatings Technology, 311,164-171.

CeO2 Reinforced Ni-B Nanocomposite Coating Production and Characterization by Electroless Coating Method

Yıl 2021, Cilt: 21 Sayı: 1, 209 - 216, 24.02.2021
https://doi.org/10.35414/akufemubid.820183

Öz

Ni-B and Ni-B-CeO2 nanocomposite coatings were produced by electroless coating process using a coating bath containing nickel sulphate hexahydrate, dimethylamine borane, sodium acetate and thiourea. The size of the CeO2 nanoparticle reinforcements used in nanocomposite production is in the range of 100-500 nm. Sodium dodecyl sulfate was used to increase the easy dispersion and wettability of the reinforcement particles in the bath. The amount of reinforcement particles is determined as 15 g/lt. For pure Ni-B and nanocomposite Ni-B-CeO2 electroless coatings, bath pH value was 6, coating time was 60 minutes and bath temperature was 70 °C ± 5 °C. The effects of CeO2 particles used as reinforcement on the morphology and hardness of coating were investigated. Nano-sized CeO2 particles were successfully incorporated into the Ni-B alloy and nanocomposite coating was produced. Also, Ni-B coating without reinforcement was produced using the same bath composition in order to compare the effect of the reinforcement material. Due to the incorporation of CeO2 nanoparticles in the Ni-B matrix, the calculated Ni crystal size decreased from 43 nm to 24.91 nm. In addition, it was determined that the hardness of the CeO2 reinforced Ni-B nanocomposite coating increased when compared to the pure Ni-B alloy.

Proje Numarası

2017-31-07-25-001

Kaynakça

  • Referans1 Afroukhteh, S., Dehghaniann, C. and Emamy M., 2012. Preparation of Electroless Ni–P Composite Coatings Containing Nano-Scattered Alumina in Presence of Polymeric Surfactant. Progress in Natural Science: Materials International, 22(4), 318–325.
  • Referans2 Akyol, A., Algul, H., Uysal, M., Akbulut, H. and Alp, A., 2018. A novel approach for wear and corrosion resistance in the electroless Ni-P-W alloy with CNFs co-depositions. Applied Surface Science, 453, 482-492.
  • Referans3 Georgiza, E., Gouda, V. and Vassiliou, P., 2017. Production and properties of composite electroless Ni-B-SiC coatings. Surface & Coatings Technology, 325, 46–51.
  • Referans4 Kasturibai, S. and Kalaignan, G.P., 2014. Characterizations of electrodeposited Ni-CeO2 nanocomposite coatings. Materials Chemistry and Physics, 147, 1042-1048.
  • Referans5 Krishnaveni, K., Narayanan, T.S.N.S. and Seshadri, S.K., 2005. Electroless Ni–B coatings: preparation and evaluation of hardness and wear resistance. Surface & Coatings Technology, 190, 115–121.
  • Referans6 Mohanapriya, M.K., Deshmukh, K., Ahamed, M.B., Chidambaram, K. and Pasha, S.K.K., 2016. Influence of Cerium Oxide (CeO2) Nanoparticles on the Structural, Morphological, Mechanical and Dielectric Properties of PVA/PPy Blend Nanocomposites. Materials Today: Proceedings, 3, 1864-1873.
  • Referans7 Pancrecious, J.K., Deepa, J.P., Jayan, V., Bill, U.S., Rajan, T.P.D. and Pai, B.C., 2018. Nanoceria induced grain refinement in electroless Ni-B-CeO2 composite coating for enhanced wear and corrosion resistance of Aluminium alloy”. Surface & Coatings Technology, 356, 29–37.
  • Referans8 Qu, N.S., Qian, W., Hu, X.Y. and Zhu Z W., 2013. Fabrication of Ni-CeO2 Nanocomposite Coatings Synthesized via a Modified Sediment Co-Deposition Process. International Journal of Electrochemical Science, 8, 11564–11577.
  • Referans9 Radu, T., Vlad, M., Potecaşu, F. and Istrate, G.G., 2015. Preparation and Characterization of Electroless Ni–P–Al2O3 Nanocomposite Coatings. Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, 10 (3), 1055-1065.
  • Referans10 Sahoo, P. and Das, S.K. 2011. Tribology of electroless nickel coatings – A review. Materials and Design, 32, 1760–1775.
  • Referans11 Shakoor, R.A., Kahraman, R., Gao, W. and Wang, Y., 2016. Synthesis, Characterization and Applications of Electroless Ni-B Coatings-A review. International Journal of Electrochemical Science, 11, 2486-2512.
  • Referans12 Shakoor, R.A., Waware, U.S., Ali K., Kahraman, R., Popelka, A., Yusuf, M.M. and Hasan, A., 2017. Novel Electrodeposited Ni-B/Y2O3 Composite Coatings with Improved Properties. Coatings, 7, 161.
  • Referans13 Sudagar, J., Lian, J. and Sha, W., 2013. Electroless nickel, alloy, composite and nano coatings – A critical review. Journal of Alloys and Compounds, 571, 183-204.
  • Referans14 Xue, Y.J., Jia, X.Z., Zhou, Y.W., Ma, W. and Li, J.S., 2006. Tribological performance of Ni–CeO2 composite coatings by electrodeposition. Surface & Coatings Technology, 200, 5677-5681.
  • Referans15 Vitry, V. and Bonin, L., 2017. Increase of boron content in electroless nickel-boron coating by modification of plating conditions. Surface & Coatings Technology, 311,164-171.
Toplam 15 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Deniz Gültekin 0000-0002-6941-7539

Proje Numarası 2017-31-07-25-001
Yayımlanma Tarihi 24 Şubat 2021
Gönderilme Tarihi 2 Kasım 2020
Yayımlandığı Sayı Yıl 2021 Cilt: 21 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Gültekin, D. (2021). Akımsız Kaplama Yöntemi ile CeO2 Takviyeli Ni-B Nanokompozit Kaplama Üretimi ve Karakterizasyonu. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 21(1), 209-216. https://doi.org/10.35414/akufemubid.820183
AMA Gültekin D. Akımsız Kaplama Yöntemi ile CeO2 Takviyeli Ni-B Nanokompozit Kaplama Üretimi ve Karakterizasyonu. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. Şubat 2021;21(1):209-216. doi:10.35414/akufemubid.820183
Chicago Gültekin, Deniz. “Akımsız Kaplama Yöntemi Ile CeO2 Takviyeli Ni-B Nanokompozit Kaplama Üretimi Ve Karakterizasyonu”. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 21, sy. 1 (Şubat 2021): 209-16. https://doi.org/10.35414/akufemubid.820183.
EndNote Gültekin D (01 Şubat 2021) Akımsız Kaplama Yöntemi ile CeO2 Takviyeli Ni-B Nanokompozit Kaplama Üretimi ve Karakterizasyonu. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 21 1 209–216.
IEEE D. Gültekin, “Akımsız Kaplama Yöntemi ile CeO2 Takviyeli Ni-B Nanokompozit Kaplama Üretimi ve Karakterizasyonu”, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 21, sy. 1, ss. 209–216, 2021, doi: 10.35414/akufemubid.820183.
ISNAD Gültekin, Deniz. “Akımsız Kaplama Yöntemi Ile CeO2 Takviyeli Ni-B Nanokompozit Kaplama Üretimi Ve Karakterizasyonu”. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 21/1 (Şubat 2021), 209-216. https://doi.org/10.35414/akufemubid.820183.
JAMA Gültekin D. Akımsız Kaplama Yöntemi ile CeO2 Takviyeli Ni-B Nanokompozit Kaplama Üretimi ve Karakterizasyonu. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2021;21:209–216.
MLA Gültekin, Deniz. “Akımsız Kaplama Yöntemi Ile CeO2 Takviyeli Ni-B Nanokompozit Kaplama Üretimi Ve Karakterizasyonu”. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 21, sy. 1, 2021, ss. 209-16, doi:10.35414/akufemubid.820183.
Vancouver Gültekin D. Akımsız Kaplama Yöntemi ile CeO2 Takviyeli Ni-B Nanokompozit Kaplama Üretimi ve Karakterizasyonu. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2021;21(1):209-16.