Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Vnitřní nap ě tí katodicky vylou č en ý ch povlak ů kov ů 118.02.2013Integrita Předná š ející:Ing. Xenie Š ev č íková, Ph.D.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Vnitřní nap ě tí katodicky vylou č en ý ch povlak ů kov ů 118.02.2013Integrita Předná š ející:Ing. Xenie Š ev č íková, Ph.D."— Transkript prezentace:

1 Vnitřní nap ě tí katodicky vylou č en ý ch povlak ů kov ů Integrita Předná š ející:Ing. Xenie Š ev č íková, Ph.D.

2 1. Techniky experimentálního š etření povrchov é ho nap ě t í Metoda dilatometrická umo žň uje provád ě t hodnocení pr ů m ě rn é ho vnitřního nap ě tí 1. druhu (makropnutí) galvanicky vylou č en ý ch povlak ů v cel é m jeho pr ů řezu. Obecn ě lze tuto metodu charakterizovat jako kvantitativní hodnocení deformace pokovovan é ho vzorku v pr ů b ě hu galv. procesu. Nap ě tí 1. druhu m ůž e dosahovat hodnot přesahujících mez pevnosti vylou č en é ho kovu, vedoucí v kone č n é m d ů sledku destrukci povlaku Integrita2

3 1. 1 Techniky experimentálního š etření povrchov é ho nap ě tí Integrita3 Vliv přísad na vlastnosti a vzhled povlak ů Obr. 1 Vliv vnitřních nap ě tí povlaku Ni-Fe na jeho vzhled při r ů zn é m obsahu přísady sni ž ující vnitřní nap ě tí

4 1. 2 Techniky experimentálního š etření povrchov é ho nap ě tí Vnitřní nap ě tí je d ů sledkem mří ž kov ý ch poruch a deformací mří ž ky, ke kter ý m dochází b ě hem procesu galvanick é ho vylu č ování kov ů. Dilatometrickou metodou lze zji šť ovat pouze vertikáln ě orientovaná nap ě tí. Pr ů b ě h nap ě tí ve sm ě ru pří č n é m a ve sm ě ru r ů stu vrstvy tímto zp ů sobem m ě řit nelze. Rostoucí nap ě tí m ůž e v n ě kter ý ch případech sní ž it kvalitu přilnavosti a korozní odolnosti vylou č en é vrstvy Integrita4

5 Integrita5 2. Vliv přísad na vlastnosti a vzhled povlak ů Obr. 2 Vliv komer č ní přísady (EL) na vnitřní nap ě tí povlaku Ni-Fe

6 Integrita6 Obr. 3 Sch é ma, komponenty dilatometrick é ho m ě ření, IS – metr, m ě řící pracovi š t ě 3. Příprava a pr ů b ě h m ě ření Č SN Elektrolyticky vylou č en é kovov é povlaky – Metoda stanovení vnitřního nap ě tí. Praha: Č esk ý normaliza č ní institut, 1987.

7 Integrita7 4. Povlaky vylou č eny z elektrolytu na bázi Fe Obr. 4 Nerovnom ě rn ý povlak. Pří č inou m ůž e b ý t ni žš í teplota chloridov é lázn ě s kombinací nízk é proudov é hustoty. Vzorek byl vylou č en při proudov é hustot ě 2 A/dm 2 a teplot ě 80 ° C. Na zku š ebním vzorku bylo provedeno n ě kolik m ě ření k získání střední hodnoty tlou šť ky vylou č en é Fe vrstvy. Tato hodnota byla 15,2 µ m.

8 Integrita8 5. Povlaky vylou č eny z elektrolytu na bázi Ni-Fe Obr Vodíkov ý pitting Ni-Fe povlaku. Obr. 5 Lamelární struktura Ni-Fe povlaku, lehce vroubkovaná v d ů sledku ne č istot povlaku (M 200:1) Obr Anomální pr ů b ě h prvotního vylou č ení mezivrstvy Ni charakteru (M 20:1)

9 WEIGHT %SiMnFeNi 1 13,2486,76 2 8,2291, ,8174, ,2262, ,3884,62 6-Fe povrchSi 0,70Mn 0,9198,40 7-Ni-Fe pov.26,6073, Integrita9 Tab.1 Hodnoty obsahu Fe a Ni ve slitinov é m povlaku povlaku Obr Vlevo: slitinov ý povlak Ni-Fe, vpravo: galv. povlak Fe

10 6. Závislost obsahu Fe v povlaku v návaznosti na obsahu ž eleza v elektrolytu Integrita10 Obsah Fe v povlaku [ % ] Koncentrace Fe v lázni [ mol / l ]

11 6. 1 Závislost koncentrace Fe v elektrolytu na vnitřním nap ě tí Integrita11 Vnitřní napětí [ M P a ] Koncentrace Fe v lázni [mol / l ]

12 Integrita Katodická proudová úč innost v závislosti na koncentraci Fe v elektrolytu Katodická proudová účinnost η [ A / d m 2 ] Koncentrace Fe v lázni [ mol / l ]

13 6. 3 Závislosti vnitřního nap ě tí na proudov é hustot ě Integrita13 Vnitřní napětí [ M P a ] Proudová hustota [A / dm 2 ]

14 6. 4 Závislost vnitřního nap ě tí na teplot ě Integrita14 Vnitřní napětí [ M P a ] Teplota T [°C ]

15 6. 5 Závislost vnitřního nap ě tí na obsahu Sacharinu Integrita15 Vnitřní napětí [ M P a ]

16 7. Závislost vnitřního nap ě tí na zm ě n ě slo ž ení chloridov é ho elektrolytu Integrita16 Vnitřní napětí [ M P a ] Doba vylučování Fe povlaku [ min ] Graf 1. Vnitřní nap ě tí Fe povlaku pro proudovou hustotu 2A/dm 2

17 Integrita Závislost vnitřního nap ě tí na zm ě n ě slo ž ení chloridov é ho elektrolytu Vnitřní napětí [ M P a ] Doba vylučování Fe povlaku [ min ] Graf 2. Vnitřní nap ě tí Fe povlaku pro proudovou hustotu 5A/dm 2

18 Integrita Závislost vnitřního nap ě tí na zm ě n ě slo ž ení chloridov é ho elektrolytu Vnitřní napětí [ M P a ] Doba vylučování Fe povlaku [ min ] Graf 3. Vnitřní nap ě tí Fe povlaku pro proudovou hustotu 10A/dm 2

19 7. 3 Shrnutí Vzorky vylou č en é z chloridov é lázn ě o teplot ě 50 ° C dosahovaly nejvy šš ích hodnot vnitřního nap ě tí ve vylou č en é m Fe povlaku. Ú prava elektrolytu zv ýš ením koncentrace FeCl 2 na 300 [g/l] se u povlak ů projevila zv ýš ením nap ě tí, dolo ž eno v grafech Sní ž ení pracovní teploty lázn ě chloridov é ho elektrolytu a nav ýš ení hodnoty proudov é hustotu má negativní dopad ve smyslu rostoucí tendence hodnot vnitřního nap ě tí povlak ů. Nejni žš ích hodnot nap ě tí, bylo dosa ž eno u chloridov é ho elektrolytu o teplot ě 93 ° C, tato teplota je velice energeticky náro č ná Integrita19

20 8. Degrada č ní procesy Integrita20 Obr 8. Degradace Fe povlaku, sí ť oví trhlin, ztráta přilnavosti, na povrchu jsou soli procesních chemikálií, koroze

21 8. 1 Degradace Ni, Fe povlaku Integrita21 Obr 8. 1 Trhliny na povrchu povlaku a pří č n é, š ířka trhlin 1 – 5  m

22 8. 2 Kombinovan é degrada č í faktory – I Integrita22

23 8. 3 Kombinovan é degrada č í faktory – II Integrita23

24 9. Popis přípravy experimentální Fe lázn ě Integrita24 FeCl 2 (g/l) CaCl 2 (g/l) Proudová hustota (A/dm 2 ) Teplota lázn ě ° C pH , 5, 7, 1093, 80,70, 501,5 Tab V ý chozí slo ž ení chloridov é ho elektrolytu: Tab.9. 2 Parametr ú pravy chloridov é ho elektrolytu: FeCl 2 (g/l) CaCl 2 (g/l) Proudová hustota (A/dm 2 ) Teplota lázn ě ° C pH , 5, 7, 1093, 80,70, 501,5

25 9. 1 Chemick é slo ž eni slitinov é Ni-Fe lázn ě NiSO 4. 7H 2 O0,7 mol/l ~ 200g/l FeSO 4. 7H 2 O 0,05 mol/l ~ 14g/l KOH 0,12 mol/l ~ 6,7 g/l KBr0,085 mol/l ~ 10 g/l H 3 BO 3 0,5 mol/l ~ 30 g/l Laurylsíran sodn ý 0,2 g/l Sacharin 2 g/l pH lázn ě bez Sacharinu 2,7 pH lázn ě s přídavkem Sacharinu2, Integrita25

26 10 Příklad v ý po č tu pro slitinov ý povlak Ni-Fe Integrita26 1. Hmotnost vylou č en é ho povlaku : 2. V ý po č ty hmotnosti povlaku: 3. Tlou šť ka povlaku t= cm, š ířka pásku 10mm, d é lka pásku 165mm. Sm ě sná hustota: 4. V ý po č et nap ě tí: E = 1, MPa modul pru ž nosti ocelov é ho pásku, d = 0,05 mm tlou šť ka pásku: 5. Katodická proudová úč innost: Molární hmotnost, (Ni = 58,71 g/mol, Fe = 55,8 g/mol), Molární hmotnost slitiny Ni-Fe : 0,2. 55,8 + 0,8. 58,71 = 58,128 g/mol, Faradayova konstanta F = C/mol = 1608 A. min/mol, Po č et náboj ů z: Ni = 2, pro Fe= 2

27 10. 1 Příklad v ý po č tu Ni-Fe Integrita27 6. Č as, při kter é m je vylou č ena tlou šť ka povlaku 8 μ m: Hmotnost povlaku o tlou šť ce t = 8 μ m: m = 2. ρ. l. s. t [ g ], Hmotnost získan é ho povlaku m k, Doba ukon č ení experimentu τ k 7. Teoretická tlou šť ka povlaku: 8. Proudov é hustota:i = 1A/dm 2 9. V ý po č et proudu:I = 1A/dm 2. 0,35 = 0,35A Vnitřní nap ě tí pomocí IS-metru, ode č et nám zkracuje a prodlu ž uje vzorek. D é lkov é rozdíly dosadíme do vzorc ů a získáme vnitřní nap ě tí. Vizuální makro-mikroskopická kontrola struktury povlaku – (rovnom ě rnost vylou č ení povlaku, peeting, lesk povlaku, spálení povlaku v d ů sledku vy šš ích proud ů ). Obsah Ni a Fe v povlaku – pomocí řádkovacím elektronov ý m mikroskopie REM a spektrálním analyzátorem (EDS) INCA x-act – jemnost, rovnom ě rnost struktury, uspořádání globulární a lamelární, tvorba lamel..

28 D ě kuji za pozornost Integrita28


Stáhnout ppt "Vnitřní nap ě tí katodicky vylou č en ý ch povlak ů kov ů 118.02.2013Integrita Předná š ející:Ing. Xenie Š ev č íková, Ph.D."

Podobné prezentace


Reklamy Google