Electrodeposition of iron phosphorous with B4C particles for functional applications

This thesis presents the electrodeposition of iron phosphorous composite coatings for functional applications. In this work, Fe-P deposits are produced by using different solutions formulations. All the electrodeposition bath is based on Iron (II) Sulfate as Iron source and Sodium Hypophosphite as Phosphorous source. Boron Carbide (B4C) nanoparticles with a mean size of 500 nm are added to obtain the composite coating and to provide more hardness and wear resistance properties to the deposited layer. The coatings were investigated in terms of bath composition and the presence and distribution of particles was determined. Coating properties were evaluated by XRD, SEM, EDX, Hardness Vickers and Tribological test. Moreover, to enhance the mechanical properties of the coatings, samples were heat treated at 500oC for one hour in inert nitrogen atmosphere. In the end, compact and homogeneous coating were obtained. Tribological and hardness characterizations revealed that this kind of coatings can be used in functional applications such as antiwear.

In questo lavoro si presenta l’elettrodeposizione di rivestimenti compositi in ferro-fosforo per applicazioni funzionali. I depositi in ferro-fosforo sono stati ottenuti usando diverse formulazioni per le soluzioni. Tutti i bagni da elettrodeposizione usati sono basati su ferro(II) solfato come fonte di ferro e sodio ipofosfito come fonte di fosforo. Nanoparticelle in carburo di boro (B4C) con una dimensione media di 500 nm sono state aggiunte per ottenere depositi compositi e per aumentare la durezza e la resistenza all’abrasione dei rivestimenti. I depositi sono stati caratterizzati in termini di composizione del bagno di elettrodeposizione, presenza e distribuzione delle particelle. Le proprietà dei depositi sono state determinate tramite XRD, SEM, ESX, durometro Vickers e tribometro Block-on-Ring. Inoltre, per migliorare le proprietà meccaniche dei depositi, è stato usato un trattamento termico in atmosfera inerte di azoto. Infine, sono stati ottenuti depositi compatti ed omogenei. I test di durezza e tribologia hanno rivelato che questo tipo di deposito può essere usato in applicazioni funzionali quali i rivestimenti antiabrasivi.