Структура та властивості композиційних ніклевих покриттів, одержаних програмно-реґульованим струмом
Loading...
Date
2025
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, ВД «Академперіодика» Київ, Україна
Abstract
UKR: Аналіза результатів дослідження катодних поляризаційних кривих і впливу режимів осадження на катодний вихід за струмом, тонку структуру, структуру росту у поперечному перерізі, мікротвердість і зносостійкість композиційних ніклевих покриттів уможливила встановити режими програмно-реґульованого струму (густину ступенів електричного струму, що чергуються, а також їхню тривалість), за яких спостерігається формування мікрошаруватих структур композиційних ніклевих покриттів з підвищеним вмістом частинок нанодіяманту (2,6% мас.) і товщиною мікрошарів < 1 мкм. Показано, що чергування ступенів постійного струму густиною від гранично допустимої за якістю покриття, що осаджується, до граничної за дифузією уможливлює підвищити мікротвердість і зносостійкість покриттів, збільшити швидкість їхнього осадження. Досліджено кінетику зародкоутворення та росту композиційних ніклевих покриттів, одержаних програмно-реґульованим струмом. Зі збільшенням катодної перенапруги від 0,97 В до 1,26 В і зі збільшенням густини струму від 100 А/м2 до 500 А/м2 швидкість зародження кристалічних зародків збільшується у 1,3–1,7 разів, а швидкість росту — у 2,5–3,0 ра-зи. Спостерігається формування композиційних ніклевих покриттів з більш дрібнокристалічною структурою, про що свідчить зменшення роз-мірів блоків мозаїки від 96 нм до 65 нм.
ENG: Analysis of the results of studying cathodic polarization curves and the in-fluence of deposition regimes on the cathode-current efficiency, fine struc-ture, cross-sectional growth structure, microhardness and wear resistance of composite nickel coatings makes it possible to establish program-controlled current modes (density of variable steps of electric current, as well as their duration), during which the formation of microlayered structures of compo-site nickel coatings with an increased content of nanodiamond particles (2.6% wt.) and a microlayer thickness of < 1 μm is observed. As shown, the variable DC steps with a density from the maximum allowable quality of the deposited coating to the maximum on diffusion allow both increasing the mi-crohardness and wear resistance of coatings and increasing the rate of their deposition. The kinetics of nucleation and growth of composite nickel coat-ings obtained by program-controlled current are studied. With an increase in cathode overpotential from 0.97 V to 1.26 V and with an increase in current density from 100 A/m2 to 500 A/m2, the nucleation rate of crystalline nuclei increases by 1.3–1.7 times, and the growth rate increases by 2.5–3.0 times. Composite nickel coatings become more finely crystalline, as evidenced by a decrease in the size of mosaic blocks from 96 nm to 65 nm.
ENG: Analysis of the results of studying cathodic polarization curves and the in-fluence of deposition regimes on the cathode-current efficiency, fine struc-ture, cross-sectional growth structure, microhardness and wear resistance of composite nickel coatings makes it possible to establish program-controlled current modes (density of variable steps of electric current, as well as their duration), during which the formation of microlayered structures of compo-site nickel coatings with an increased content of nanodiamond particles (2.6% wt.) and a microlayer thickness of < 1 μm is observed. As shown, the variable DC steps with a density from the maximum allowable quality of the deposited coating to the maximum on diffusion allow both increasing the mi-crohardness and wear resistance of coatings and increasing the rate of their deposition. The kinetics of nucleation and growth of composite nickel coat-ings obtained by program-controlled current are studied. With an increase in cathode overpotential from 0.97 V to 1.26 V and with an increase in current density from 100 A/m2 to 500 A/m2, the nucleation rate of crystalline nuclei increases by 1.3–1.7 times, and the growth rate increases by 2.5–3.0 times. Composite nickel coatings become more finely crystalline, as evidenced by a decrease in the size of mosaic blocks from 96 nm to 65 nm.
Description
В. Титаренко: ORCID 0000-0001-6695-9810; В. Заблудовський: ORCID 0000-0001-9930-2356
Keywords
композиційні ніклеві покриття, частинки ультрадисперсного діяманту, програмно-реґульований струм, мікрошарувата структура росту, тонка структура, механічні властивості, composite nickel coatings, ultradisperse diamond particles, program-controlled current, microlayered growth structure, fine structure, mechanical properties, КГВФ (ДІІТ)
Citation
Титаренко В. В., Заблудовський В. О. Структура та властивості композиційних ніклевих покриттів, одержаних програмно-реґульованим струмом. Metallophysics and Advanced Technologies. 2025. Vol. 47, No. 4. Р. 415–425. DOI: 10.15407/mfint.47.04.0415.