Effect of pulse plating on nickel phosphorous coating with SiC nanoparticles

In this work, fabrication of nanostructured metal coatings is effectively performed by pulse electrodeposition, which provide more controllable process parameters, which can be adjusted independently and consists of: duty cycle, frequency and current density. In this thesis, nickel-phosphorous (NiP) matrix composite coatings, reinforced by silicon carbide (SiC) nanoparticles, were produced by direct current and pulse current electrodeposition. The influence of pulse electrodeposition on NiP coatings with SiC nanoparticles was investigated. Furthermore, the influence of different conditions was examined on incorporation of the particles. The effect of type of current, frequency and duty cycle of current pulses, type of reinforcing particles and particles size on the structure of the deposits were examined by depositing NiP composite coating with nanoparticles of SiC (100 nm) with different pulse parameters. In addition, use of additives, use of different bath solution, increase in particle size and sonication during electroplating were performed in order to avoid agglomeration of the particles. The morphology, composition and mechanical properties of the deposits were analyzed using micro-hardness test, optical microscopy, Scanning Electron Microscope (SEM), X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction(XRD).

In questo lavoro sono stati ottenuti con successo depositi metallici nanostrutturati tramite elettrodeposizione pulsata, che permette un maggiore controllo sui parametri di processo, i quali possono essere regolati in modo indipendente e sono: ciclo di lavoro, frequenza e densità di corrente. In questa tesi, depositi compositi con matrice in nichel-fosforo (NiP), rinforzati con nanoparticelle di carburo di silicio (SiC), sono stati ottenuti tramite elettrodeposizione a corrente continua e pulsata. È stata investigata l’influenza dell’elettrodeposizione pulsata sui depositi di NiP con nanoparticelle di SiC. Successivamente, è stata esaminata l’influenza di diversi parametri sul grado di incorporamento delle particelle. Sono stati studiati gli effetti del tipo di corrente, frequenza e ciclo di lavoro degli impulsi, tipologia e dimensione delle particelle di rinforzo sulla struttura del deposito tramite deposizione del composito in NiP con nanoparticelle di SiC (100 nm) con differenti parametri di impulso. Inoltre, al fine di evitare agglomerazione delle particelle, sono stati aggiunti additivi, usate diverse formulazioni del bagno, usate nanoparticelle di diverse dimensioni ed è stato usato un agitatore ad ultrasuoni. La morfologia, composizione e proprietà meccaniche dei depositi sono state analizzate tramite test di micro-indentazione, microscopia ottica, microscopia elettronica (SEM), fluorescenza (XRF) e diffrazione (XRD) dei raggi-X.