Banyo bileşenlerinin akımsız Ni-B kaplamanın kaplanma hızı, bor miktarı ve sertlik değerlerine etkisi
Effect of coating bath composition on coating rate, boron content and hardness values of electroless Ni-B coating
Yazar: ESİN ŞEN
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA ANIK
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Bor = Boron ; Nikel = Nickel

Özet:
Bu çalışmada, kaplama banyo koşullarının akımsız Ni-B kaplama karakteristiklerine etkisini görmek amacıyla termostatlı banyoda AISI 304 paslanmaz çelik yüzeyleri Ni-B ile kaplanmıştır. Bor hidrür (indirgeyici), talyum asetat (kararlaştırıcı), etilendiamin (kompleks oluşturucu), sodyum hidroksit (alkalinite elemanı) konsantrasyonlarının ve kaplama banyosu sıcaklığının, akımsız Ni-B kaplamanın; kaplanma hızı, bor miktarı ve sertlik değerlerine etkisi sistematik olarak araştırılmıştır. Kaplama sertliği, Vickers mikrosertlik skalası cinsinden ölçülmüştür. Kaplamaların ağırlıkça bor miktarı, ICP kullanılarak tespit edilmiştir. Referans kaplama banyosundan elde edilen akımsız Ni-B kaplamanın ısıl işlem sıcaklıkları diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) cihazı ile belirlenmiştir. 350 ve 450ºC'de ısıl işlem yapılmıştır. Isıl işlemsiz ve ısıl işlem görmüş Ni-B kaplama yapıları X ışın difraktometre (XRD) cihazı kullanılarak incelenmiştir. Akımsız Ni-B kaplama hızının; kaplama banyosundaki talyum asetat ve sodyum hidroksit konsantrasyonlarının artmasıyla arttığı, fakat borhidrür konsantrasyonundaki artışa karşı çok fazla hassas olmadığı tespit edilmiştir. 85°C'nin altında kaplama hızının çok düşük olduğu ve 85°C'nin üzerinde ise, kaplama hızının banyo sıcaklığına karşı duyarlı olmadığı tespit edilmiştir. Akımsız Ni-B kaplamanın bor miktarı ve sertliğinin, kaplama banyosundaki bor hidrür konsantrasyonu ve banyo sıcaklığının artmasıyla arttığı, talyum asetat ve etilendiamin konsantrasyonlarındaki artışla azaldığı görülmüştür. Kaplamada bor miktarı arttığında, kaplama sertliği artmıştır. Isıl işlem ile Ni-B bileşik fazlarının oluşması nedeniyle kaplama sertliğinin arttığı görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Akımsız Ni-B kaplama, kaplama hızı, kaplama sertliği, bor miktarı

Abstract:
In this study, AISI 304 stainless steel, was coated with Ni-B to observe the effect of coating bath conditions on characteristics of electroless Ni-B coating. The effect of borohydride (reducing agent), thallium acetate (stabilizer), ethylenediamine (complexing agent) and sodium hydroxide (alkalinity agent) concentrations, and the coating bath temperature on the coating rate, boron content and hardness values of the electroless Ni?B films was investigated systematically. The microhardness of the films was measured as in Vickers microhardness scale. The boron content of Ni-B films was measured by ICP (inductively coupled plasma). The phase transformation behavior of Ni-B film obtained in the reference coating bath was analyzed by using differential scanning calorimetry (DSC). Heat treatment was applied at 350 and 450ºC. The structure of electroless Ni-B coatings in both as-plated and heat treated conditions were examined by X-ray diffraction (XRD). The Ni-B coating rate increased with the increase in thallium acetate and sodium hydroxide concentrations, but it was not very sensitive to the borohydride concentration. Below 85°C the coating rate was very low and above this temperature it was insensitive to the bath temperature. The boron content and the hardness of Ni-B film increased with the increase in the borohydride concentration and the bath temperature, and decreased with the increase in thallium acetate and ethylenediamine concentrations. As the boron content of Ni-B film increased, microhardness of Ni-B film also increased. The improvement in the microhardness with the heat treatment, was observed due to formation of the Ni-B phases.Key Words: Electroless Ni-B coating, coating rate, hardness of coating, boron content.