Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

-

Miilena Zawadowska

Abstract

-
Record ID
WUT2cdd6ef72a2c4831acbca8ac46d94e28
Diploma type
Master of Science
Author
Miilena Zawadowska Miilena Zawadowska,, Undefined Affiliation
Title in Polish
Bezprądowe osadzanie kompozytów Ni-P z wybranymi tlenkami na włóknach węglowych
Supervisor
Jerzy Bieliński (FC/CofIC) Jerzy Bieliński,, Chair Of Inorganic Chemistry (FC/CofIC)Faculty of Chemistry (FC)
Certifying unit
Faculty of Chemistry (FC)
Affiliation unit
Chair Of Inorganic Chemistry And Solid State Technology (FC/CofIC)
Study subject / specialization
, Technologia Chemiczna
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
12-07-2012
Issue date (year)
2012
Internal identifier
-
Keywords in Polish
-
Keywords in English
-
Abstract in Polish
Wprowadzenie Dużą popularnością wśród nowoczesnych kompozytów cieszą się włókna węglowe z powłoką metaliczną stopu aluminium. Zasadniczym problemem wytwarzania takich kompozytów jest aktywność chemiczna na styku włókno węglowe/aluminium. Rozwiązaniem jest wytworzenie powłoki pośredniej, która będzie miała dobrą adhezję do podłoża i będzie dobrze zwilżalna przez stop aluminium. Powłoka taka dodatkowo powinna charakteryzować się biernością chemiczną do powłoki metalicznej oraz powolnym rozpuszczaniem podczas nakładania ciekłego aluminium. Dodatkowym elementem spowalniającym infiltracje aluminium jest wprowadzanie nanonapełniacza tworzącego barierę mechaniczną oraz w małym stopniu chemiczną w rozpuszczaniu powłoki pośredniej. Wstępne doświadczenia dotyczyły opracowania metodyki osadzania powłoki kompozytowej Ni-P/tlenek (SiO2, TiO2) na podłożu PET. Opracowano powtarzalny sposób przygotowania podłoża PET oraz zbadano wpływ zmiany stężenia proszku w zawiesinie oraz pH na zawartość proszku w powłoce oraz skład warstwy. Kolejny etap związany był z osadzaniem powłoki kompozytowej na wiązce włókna węglowego przy udziale ultradźwięków, przy dwóch skrajnych stężeniach proszku (10g/l i 30g/l). Zbadano wpływ pH, stężenia proszku w zawiesie, czasu osadzania, zmiany stężenia związku powierzchniowo-czynnego(CTAB) i dodatków polimerowych(PEG2000, PEG6000, PVA) na zawartość proszku w powłoce oraz składu warstwy. Ostatecznie przeprowadzono osadzanie na tkaninie węglowej 2D. Podsumowaniem badań były badania Dyfrakcji Rentgenowskiej oraz Elektrochemicznej Spektroskopii Impedancyjnej nad powłokami stopowymi i kompozytowymi osadzonymi na folii metalowej(Cu i Ni). Wykonano również zdjęcia SEM powłoki kompozytowej Ni-P/SiO2. Wyniki i dyskusja W celu zapewnienia powtarzalności przygotowania podłoża z folii PET przeprowadzono badania nad większą objętością roztworu do trawienia kwaśnego, neutralizacją po trawieniu kwaśnym oraz zmianą roztworu do trawienia alkalicznego. Badano również wariant preredukcji z dodatkiem soli niklu. Powłoki stopowe osadzane z roztworów glicynowych charakteryzowały się stosunkowo wysoką zawartością fosforu 3,5%mas Dla powłok kompozytowych Ni-P/tlenek nawet najmniejszy dodatek proszku do zawiesiny powodował spadek zawartości fosforu. Powłoki kompozytowe Ni-P/SiO2 oraz Ni-P/TiO2 na włóknie węglowym zawierały ok. 2,5%mas.. Ilość proszku SiO2 przy pH=8,5 wynosiła ok.4%mas., a dla pH=7,5 wynosiła ok. 13%mas..Kompozyty z TiO2 zawierały znacznie większą ilość proszku, nawet 17%mas., przy czym zmiana pH nie miała znaczącego wpływu na zawartość proszku w powłoce. Zmiany stężenia związku powierzchniowo-czynnego CTAB miały wpływ na zawartość proszku (SiO2) w powłoce. Natomiast zmiany stężenia dodatków polimerowych wpływały za zawartość proszku (SiO2) oraz fosforu w powłoce. Wnioski Powtarzalność przygotowania podłoża polimerowego związana była z zastosowaniem reaktywacji w podfosforynie z udziałem soli niklu oraz ujednolicenie trawienia poprzez zastosowanie większej objętości roztworu do trawienie kwaśnego(K3Cr2O7/H2SO4). Metodyka wstępnego przygotowania zawiesiny oraz osadzania warstwy kompozytowej na folii PET sprawdzała się przy włóknie węglowym. Dodatek tlenków do kąpieli bezprądowej skutkuje zmniejszeniem szybkości osadzania o 50-85% dla powłok Ni-P/SiO2 oraz 2-30% dla powłok Ni-P/TiO2 dla otrzymanych próbek. Wzrost stężenie proszku SiO2 (10-30g/l) w zawiesin powoduje zmniejszenie jego zawartości w powłoce. Natomiast wzrost stężenia proszku TiO2 (10-30g/l) w zawiesinie powoduje zwiększenie jego zawartości w powłoce. Dodatek proszku do zawiesinie wpływał na zmniejszenie zawartości fosforu w powłoce(powłoki Ni-P z 2,9-3,5%mas). Dla proszku SiO2 zawartość fosforu wynosiła 2,2-2,9%mas, natomiast dla Ni-P/TiO2 zawartość fosforu wynosiła 2,3-2,8%mas. Silny wpływ na zawartość proszku SiO2 w powłoce kompozytowej miało pH reakcji. Obniżenie pH do 7,5 skutkowało otrzymaniem powłok z 13%mas. tlenku. Nie zanotowano podobnej zależności dla dwutlenku tytanu. Dodatek tlenków powodował obniżenie stabilności kąpieli do bezprądowego osadzania, stąd potrzeba stosowania większego stężenia stabilizatora (0,02mM). Zwiększenie stężenia dodatków polimerowych w powłoce(0,1-1,0g/l) wpływa na zmniejszenie zawartości proszku SiO2 w powłoce. Wzrost stężenia ZPC (CTAB) powoduje wzrost zawartości proszku SiO2 osiągając maksimum dla wartości 0,2mM. Regeneracja roztworów ograniczona do korekty pH sprawdzała się dla dwutlenku krzemu. Aktywacja dwutlenku tytanu światłem widzialnym sprawiła, że magazynowanie tego tlenku było utrudnione. Powłoki kompozytowe Ni-P/SiO2 charakteryzują się znacznie większą odpornością na korozję niż powłoki stopowe Ni-P. Wzrost powłoki kompozytowej i stopowej na podłożu metalowym Cu i Ni związany jest z uprzywilejowaniem niektórych kierunków krystalograficznych. Powierzchnia powłoki kompozytowej Ni-P/SiO2 ma strukturę globularną jak powłoki Ni-P z widocznymi aglomeratami tlenku zokludowanymi na powierzchni powłoki. Aglomeraty SiO2 widoczne były również na przekroju warstw. Literatura [1] J.Bieliński, A.Broda, A.Bielińska, A.Boczkowska, Kompozyty – Composites, 8(4), 332-337 (2008); Bezprądowa metalizacja włókien węglowych dla wytwarzania kompozytów MMC. [2] Broda A., Badania procesu bezprądowego osadzania Ni-P na włókninie węglowej, Praca dyplomowa; Wydział Chemiczny Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008. [3] J. Bieliński, A. Broda, R. Kozera, A Bielińska, A. Boczkowska, K.J. Kurzydłowski; Kompozyty 10: 3 (2010) 206-212; Rola parametrów bezprądowej metalizacji w procesie wytwarzania pre-kompozytu Ni-P / włókna węglowe. [4] J.N.Balaraju, S.Narajanan, S.K Seshadri., J.Appl.Electrochem., 33, 807 (3003); Electroless Ni-P composite coatings. [5] R.C. Agarwala, W. Agarwala, Sadhana, 28(3, 4), 475–493, Czerwiec/Sierpień (2003); Electroless alloy/composite coatings: A review. [6] W. Riedel, Electroless Nickel Plating, Finishing Publ.Ltd. Stevenage 1991. [7] A. Sałacińska, J. Bieliński, M. Zawadowska, R. Kozera, A. Boczkowska, K. Kurzydłowski, Kompozyty 2012; Electroless deposition of Ni-P/nano-Al2O3 composite coatings on PET and carbon fibres substrates
File
  • File: 1
    MZawadowska(dyplom).pdf
Request a WCAG compliant version

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/master/WUT2cdd6ef72a2c4831acbca8ac46d94e28/
URN
urn:pw-repo:WUT2cdd6ef72a2c4831acbca8ac46d94e28

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page