Morphology and Hardness of Electrochemically-Codeposited Ti-Dispersed Ni-Matrix Composite Coatings/ Morfologia I Twardość Elektrochemicznie Współosadzonych Powłok Kompozytowych Ni-Ti

Abstract

The effects of current density and Ti particle loading in a plating bath on the morphology and hardness of Ni-Ti composite coatings via an electrochemical-codeposition process were investigated. The Ti-reinforced Ni-matrix composite coatings were codeposited on copper substrates using a Ni-ion electrolytic solution stably suspended with -45 micron Ti particles. Within the current studied range, the coatings' Ti contents are in the range between 46 and 62 at.%. The morphology appeared to vary with current density. Structures of the Ni-Ti composite coatings produced under low current density conditions revealed denser structures, which is in contrast to the more porous structures noted in the coatings produced under high current density. An initial increase of current density from 100 to 150 mA/cm 2 also tends to raise Ti coating content. The reinforcement of Ti particles in the coatings also increased their hardness, which is attributed to the possible role of the embedded Ti particles in hindering matrix deformation. The effect of Ti loading on the coating's Ti contents was not significant under conditions used in the present study.Keywords: electrochemical codeposition, composite coatings, Nickel-Titanium, morphology, hardness Badano wpływ gęstości prądu i zawartości cząstek Ti w kąpieli galwanicznej na morfologię i twardość elektrochemicznie współosadzanych powłok kompozytowych Ni-Ti. Kompozytowe powłoki niklowe zbrojone cząstkami Ti zostały współosadzone na powierzchniach miedzianych z kąpieli elektrolitycznej zawierającej jony Ni i 45 mikronowe cząstki Ti tworzące stabilną zawiesinę. Zawartość Ti wbudowanego w powłoki wahała się w granicach 46-62 at.%. Morfologia powłok zmienia się wraz ze zmianą stosowanej gęstości prądu. W przypadku kompozytowych powłok Ni-Ti wytwarzanych przy niskich gęstościach prądu stwierdzono bardziej zwarte struktury, w przeciwieństwie do bardziej porowatych struktur stwierdzonych w przypadku powłok wytwarzanych przy wysokich gęstościach prądu. Początkowy wzrost gęstości prądu od 100 do 150 mA/cm 2 również powoduje podniesienie zawartości Ti w powłokach. Ze wzrostem zawartości Ti wzrasta również twardość powłoki, co można przypisać roli osadzonych cząstek Ti utrudniających odkształcenie osnowy. W warunkach stosowanych w tej pracy wpływ zawartości Ti w kąpieli na zawartość Ti w powłokach nie był znaczący.

Fabrication and Investigation of Thermal and Wear Properties of Zinc Novel Coatings Reinforced with Nano-Al2O3 and Cr2O3 Particles

“…The incorporation of nanoparticles increases nucleation sites and thus disturbing crystal growth. Nanoparticles were also reported to adsorb on the growing crystal and impede its further growth resulting in smaller crystal sizes [3,21]. Figure 6 shows effect of bath particle concentration on the microhardness property of the coatings.…”