Anti-scaling electroless Ni-P-PTFE composite coating for corrosion protection

In this thesis, metal matrix composite coatings (MMCs) based on nickel-phosphorus (Ni-P) matrix and containing sub-micrometric PTFE particles, used as the dispersed second phase with an average diameter of 0.2 µm, were prepared. The protective function against corrosion phenomena, mainly provided by the metallic matrix, was achieved through an autocatalytic electroless deposition process, carried out using the commercial Tecnoplate3000® solutions. The aim of this thesis work was to evaluate which PTFE concentration, added into the electroless plating bath in the form of an aqueous dispersion, could impart to the composite coating the most satisfactory anti-scaling behaviour. For this purpose, the coatings were characterized by wettability measurements, thickness analysis by X-ray fluorescence (XRF) and scanning electron microscopy (SEM) observations. Finally, the conditions favouring the formation of calcium sulphate dihydrate (gypsum), CaSO4⋅2H2O, were replicated. The scale test, although it was performed only on a limited number of samples because of corrosion phenomena observed during preliminary tests, suggested, together with the other analyses carried out, that a PTFE concentration of 6 g·L-1 in the plating bath could be the most effective one among those investigated in this work.

In questa tesi sono stati preparati rivestimenti compositi a matrice metallica (MMCs) a base di nickel-fosforo (Ni-P), contenenti particelle sub-micrometriche di PTFE impiegate come seconda fase dispersa, con un diametro medio di 0,2 µm. La funzione protettiva nei confronti di fenomeni di corrosione, attribuibile principalmente alla matrice metallica, è stata ottenuta mediante un processo di deposizione chimica autocatalitica, condotto utilizzando soluzioni commerciali Tecnoplate3000®. L’obiettivo del presente lavoro di tesi era valutare quale concentrazione di PTFE, aggiunta al bagno chimico di deposizione sotto forma di dispersione acquosa, tra quelle investigate, potesse conferire al rivestimento composito il comportamento anti-incrostante più soddisfacente. A tale scopo i rivestimenti sono stati caratterizzati mediante misure di bagnabilità, analisi di spessore con fluorescenza a raggi X (XRF) e osservazioni al microscopio elettronico a scansione (SEM). Infine, sono state replicate delle condizioni favorevoli alla formazione di depositi di solfato di calcio biidrato (gesso), CaSO4⋅2H2O. Il test di incrostazione, sebbene sia stato eseguito su un numero limitato di campioni a causa dei fenomeni di corrosione osservati durante le prove preliminari, ha suggerito, insieme alle altre analisi effettuate, che una concentrazione di 6 g·L-1 PTFE nel bagno di deposizione potrebbe essere la più efficace tra quelle studiate in questo lavoro.