Nucleation and growth of metal matrix composite coatings

Electrodeposited NiP-B4C composite coatings are currently studied as an alternative to Hard Chromium coatings, whose production process can be potentially harmful for human health. In order to produce coatings with good mechanical performances and corrosion resistance, it is fundamental to investigate the phenomena underlying deposition mechanism. This work aims at providing a better understanding of deposition reactions, codeposition, and nucleation mechanism of the coating. In particular reactions taking place during plating process were studied through the examination of cyclic voltammograms and potentiodynamic polarization curves. Dependence of the amount of codeposited particles on current density and on particle concentration in electrolytic bath was investigated by using Guglielmi model. Sharifker-Hills model was applied to current transients on two different substrates in order to state whether nucleation occurs by instantaneous or progressive mechanism. Last, a first attempt of ultrasound-assisted deposition is presented.

Rivestimenti compositi di NiP con particelle di B4C sono presi in considerazione come alternativa al cromo duro, il cui processo di produzione presenta potenziali rischi per la salute. Al fine di produrre rivestimenti con buone performance meccaniche e resistenza a corrosione, è fondamentale conoscere i fenomeni alla base del meccanismo di deposizione. Questo lavoro è finalizzato a fornire una migliore comprensione delle reazioni di deposizione, di codeposizione e del meccanismo di nucleazione del coating. In particolare sono state studiate le reazioni che avvengono durante il processo di deposizione tramite voltammetrie cicliche e curve potenziodinamiche di polarizzazione. La dipendenza della quantità di particelle incorporate dalla densità di corrente e dalla concentrazione di particelle nel bagno è stata investigata utilizzando il modello di Guglielmi. Il modello di Scharifker Hills è stato invece applicato su due substrati differenti per determinare se la nucleazione del coating avviene attraverso un meccanismo istantaneo o progressivo. Infine, viene presentato un primo tentativo di deposizione assistita dagli ultrasuoni.