Kemiallisesti ja elektrolyyttisesti saostettavat komposiittipinnoitteet

Amar Mahiout, Simo-Pekka Hannula

Research output: Book/ReportReportProfessional

Abstract

Työssä tutkittiin elektrolyyttisesti ja kemiallisesti saostettavien kromi- ja nikkelimatriisikomposiittipinnoitteiden valmistustekniikkaa sekä pinnoitteiden ominaisuuksia mm. korroosiokulumiskestävyyttä edellyttävien käyttösovellusten kannalta. Tutkimuksen kokeellisessa osassa selvitettiin mm. mahdollisuuksia saostaa kromigrafiittikomposiittipinnoitteita. Kokeita tehtiin sekä tasa- että pulssivirralla joko ns. alipainemenetelmällä itsesäätävässä nopeassa kylvyssä (SRHS-kylvyssä) tai avoimessa astiassa rikkihappokylvyssä joko Li+-aktiivi-ionien kanssa tai ilman. Samalla pyrittiin arvioimaan alipainepinnoituslaitteiston käyttökelpoisuus komposiittipinnoitteiden valmistuksessa. Kemiallisesti saostettavien nikkelimatriisikomposiittipinnoitteiden valmistamiseksi rakennettiin yksinkertainen koelaitteisto, jolla valmistettiin Ni-Al2O3- ja Ni-SiC-komposiittipinnoitteita. Pinnoituskokeilla määritettiin kylvyssä olevien partikkeleiden määrän vaikutus pinnoitteiden saostumisnopeuteen ja mikrorakenteeseen sekä saatujen pinnoitteiden ominaisuuksiin, mm. kovuuteen, karheuteen, kiinnipysyvyyteen sekä korroosion- ja kulutuskestävyyteen. Lopuksi verrattiin saatujen pinnoitteiden ominaisuuksia puhtaan nikkelipinnoitteen sekä kaupallisesti saatavien nikkelimatriisikomposiittipinnoitteiden ominaisuuksiin. Tutkimuksen tulosten perusteella voidaan todeta, että grafiittia ei pystytä saostamaan kromin kanssa tyydyttävässä määrin työssä kokeilluilla tekniikoilla eräistä päinvastaisista kirjallisuustiedoista huolimatta. Yhtenä syynä tähän on mahdollisesti kromikylvyn liian hyvä mikrolevityskyky. Sen sijaan alipainelaitteiston havaittiin periaatteessa olevan tietyin rajoituksin käyttökelpoinen elektrolyyttisten komposiittipinnoineiden valmistamiseen. Kemiallisesti saostettavien nikkelikomposiittipinnoitteiden saostumisnopeuden todettiin hidastuvan partikkelimäärän kasvaessa. Tavalliseen kemialliseen nikkelipinnoitteeseen nähden valmistetut komposiittipinnoitteet ovat kovempia ja kulutusta kestävämpiä, mutta pinnaltaan karheampia ja korroosionkestävyydeltään huonompia. Komposiittipinnoitteiden kiinnipysyvyys on tavallisen nikkelipinnoitteen veroinen. Ominaisuuksiltaan valmistetut nikkelimatriisikomposiittipinnoitteet ovat verrannollisia kaupallisesti saataviin komposiittipinnoitteisiin.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages66
ISBN (Print)951-38-3147-7
Publication statusPublished - 1988
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

NameTutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus
PublisherVTT
Volume570

Keywords

  • composite materials
  • electrodeposited coatings
  • coating process
  • protective coatings
  • chromium coatings
  • nickel coatings

Cite this

Mahiout, A., & Hannula, S-P. (1988). Kemiallisesti ja elektrolyyttisesti saostettavat komposiittipinnoitteet. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 570
Mahiout, Amar ; Hannula, Simo-Pekka. / Kemiallisesti ja elektrolyyttisesti saostettavat komposiittipinnoitteet. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1988. 66 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 570).
@book{9e8801cd0b0f4cc1b10d17d3130a95a8,
title = "Kemiallisesti ja elektrolyyttisesti saostettavat komposiittipinnoitteet",
abstract = "Ty{\"o}ss{\"a} tutkittiin elektrolyyttisesti ja kemiallisesti saostettavien kromi- ja nikkelimatriisikomposiittipinnoitteiden valmistustekniikkaa sek{\"a} pinnoitteiden ominaisuuksia mm. korroosiokulumiskest{\"a}vyytt{\"a} edellytt{\"a}vien k{\"a}ytt{\"o}sovellusten kannalta. Tutkimuksen kokeellisessa osassa selvitettiin mm. mahdollisuuksia saostaa kromigrafiittikomposiittipinnoitteita. Kokeita tehtiin sek{\"a} tasa- ett{\"a} pulssivirralla joko ns. alipainemenetelm{\"a}ll{\"a} itses{\"a}{\"a}t{\"a}v{\"a}ss{\"a} nopeassa kylvyss{\"a} (SRHS-kylvyss{\"a}) tai avoimessa astiassa rikkihappokylvyss{\"a} joko Li+-aktiivi-ionien kanssa tai ilman. Samalla pyrittiin arvioimaan alipainepinnoituslaitteiston k{\"a}ytt{\"o}kelpoisuus komposiittipinnoitteiden valmistuksessa. Kemiallisesti saostettavien nikkelimatriisikomposiittipinnoitteiden valmistamiseksi rakennettiin yksinkertainen koelaitteisto, jolla valmistettiin Ni-Al2O3- ja Ni-SiC-komposiittipinnoitteita. Pinnoituskokeilla m{\"a}{\"a}ritettiin kylvyss{\"a} olevien partikkeleiden m{\"a}{\"a}r{\"a}n vaikutus pinnoitteiden saostumisnopeuteen ja mikrorakenteeseen sek{\"a} saatujen pinnoitteiden ominaisuuksiin, mm. kovuuteen, karheuteen, kiinnipysyvyyteen sek{\"a} korroosion- ja kulutuskest{\"a}vyyteen. Lopuksi verrattiin saatujen pinnoitteiden ominaisuuksia puhtaan nikkelipinnoitteen sek{\"a} kaupallisesti saatavien nikkelimatriisikomposiittipinnoitteiden ominaisuuksiin. Tutkimuksen tulosten perusteella voidaan todeta, ett{\"a} grafiittia ei pystyt{\"a} saostamaan kromin kanssa tyydytt{\"a}v{\"a}ss{\"a} m{\"a}{\"a}rin ty{\"o}ss{\"a} kokeilluilla tekniikoilla er{\"a}ist{\"a} p{\"a}invastaisista kirjallisuustiedoista huolimatta. Yhten{\"a} syyn{\"a} t{\"a}h{\"a}n on mahdollisesti kromikylvyn liian hyv{\"a} mikrolevityskyky. Sen sijaan alipainelaitteiston havaittiin periaatteessa olevan tietyin rajoituksin k{\"a}ytt{\"o}kelpoinen elektrolyyttisten komposiittipinnoineiden valmistamiseen. Kemiallisesti saostettavien nikkelikomposiittipinnoitteiden saostumisnopeuden todettiin hidastuvan partikkelim{\"a}{\"a}r{\"a}n kasvaessa. Tavalliseen kemialliseen nikkelipinnoitteeseen n{\"a}hden valmistetut komposiittipinnoitteet ovat kovempia ja kulutusta kest{\"a}v{\"a}mpi{\"a}, mutta pinnaltaan karheampia ja korroosionkest{\"a}vyydelt{\"a}{\"a}n huonompia. Komposiittipinnoitteiden kiinnipysyvyys on tavallisen nikkelipinnoitteen veroinen. Ominaisuuksiltaan valmistetut nikkelimatriisikomposiittipinnoitteet ovat verrannollisia kaupallisesti saataviin komposiittipinnoitteisiin.",
keywords = "composite materials, electrodeposited coatings, coating process, protective coatings, chromium coatings, nickel coatings",
author = "Amar Mahiout and Simo-Pekka Hannula",
year = "1988",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-3147-7",
series = "Tutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
address = "Finland",

}

Mahiout, A & Hannula, S-P 1988, Kemiallisesti ja elektrolyyttisesti saostettavat komposiittipinnoitteet. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, no. 570, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Kemiallisesti ja elektrolyyttisesti saostettavat komposiittipinnoitteet. / Mahiout, Amar; Hannula, Simo-Pekka.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1988. 66 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 570).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Kemiallisesti ja elektrolyyttisesti saostettavat komposiittipinnoitteet

AU - Mahiout, Amar

AU - Hannula, Simo-Pekka

PY - 1988

Y1 - 1988

N2 - Työssä tutkittiin elektrolyyttisesti ja kemiallisesti saostettavien kromi- ja nikkelimatriisikomposiittipinnoitteiden valmistustekniikkaa sekä pinnoitteiden ominaisuuksia mm. korroosiokulumiskestävyyttä edellyttävien käyttösovellusten kannalta. Tutkimuksen kokeellisessa osassa selvitettiin mm. mahdollisuuksia saostaa kromigrafiittikomposiittipinnoitteita. Kokeita tehtiin sekä tasa- että pulssivirralla joko ns. alipainemenetelmällä itsesäätävässä nopeassa kylvyssä (SRHS-kylvyssä) tai avoimessa astiassa rikkihappokylvyssä joko Li+-aktiivi-ionien kanssa tai ilman. Samalla pyrittiin arvioimaan alipainepinnoituslaitteiston käyttökelpoisuus komposiittipinnoitteiden valmistuksessa. Kemiallisesti saostettavien nikkelimatriisikomposiittipinnoitteiden valmistamiseksi rakennettiin yksinkertainen koelaitteisto, jolla valmistettiin Ni-Al2O3- ja Ni-SiC-komposiittipinnoitteita. Pinnoituskokeilla määritettiin kylvyssä olevien partikkeleiden määrän vaikutus pinnoitteiden saostumisnopeuteen ja mikrorakenteeseen sekä saatujen pinnoitteiden ominaisuuksiin, mm. kovuuteen, karheuteen, kiinnipysyvyyteen sekä korroosion- ja kulutuskestävyyteen. Lopuksi verrattiin saatujen pinnoitteiden ominaisuuksia puhtaan nikkelipinnoitteen sekä kaupallisesti saatavien nikkelimatriisikomposiittipinnoitteiden ominaisuuksiin. Tutkimuksen tulosten perusteella voidaan todeta, että grafiittia ei pystytä saostamaan kromin kanssa tyydyttävässä määrin työssä kokeilluilla tekniikoilla eräistä päinvastaisista kirjallisuustiedoista huolimatta. Yhtenä syynä tähän on mahdollisesti kromikylvyn liian hyvä mikrolevityskyky. Sen sijaan alipainelaitteiston havaittiin periaatteessa olevan tietyin rajoituksin käyttökelpoinen elektrolyyttisten komposiittipinnoineiden valmistamiseen. Kemiallisesti saostettavien nikkelikomposiittipinnoitteiden saostumisnopeuden todettiin hidastuvan partikkelimäärän kasvaessa. Tavalliseen kemialliseen nikkelipinnoitteeseen nähden valmistetut komposiittipinnoitteet ovat kovempia ja kulutusta kestävämpiä, mutta pinnaltaan karheampia ja korroosionkestävyydeltään huonompia. Komposiittipinnoitteiden kiinnipysyvyys on tavallisen nikkelipinnoitteen veroinen. Ominaisuuksiltaan valmistetut nikkelimatriisikomposiittipinnoitteet ovat verrannollisia kaupallisesti saataviin komposiittipinnoitteisiin.

AB - Työssä tutkittiin elektrolyyttisesti ja kemiallisesti saostettavien kromi- ja nikkelimatriisikomposiittipinnoitteiden valmistustekniikkaa sekä pinnoitteiden ominaisuuksia mm. korroosiokulumiskestävyyttä edellyttävien käyttösovellusten kannalta. Tutkimuksen kokeellisessa osassa selvitettiin mm. mahdollisuuksia saostaa kromigrafiittikomposiittipinnoitteita. Kokeita tehtiin sekä tasa- että pulssivirralla joko ns. alipainemenetelmällä itsesäätävässä nopeassa kylvyssä (SRHS-kylvyssä) tai avoimessa astiassa rikkihappokylvyssä joko Li+-aktiivi-ionien kanssa tai ilman. Samalla pyrittiin arvioimaan alipainepinnoituslaitteiston käyttökelpoisuus komposiittipinnoitteiden valmistuksessa. Kemiallisesti saostettavien nikkelimatriisikomposiittipinnoitteiden valmistamiseksi rakennettiin yksinkertainen koelaitteisto, jolla valmistettiin Ni-Al2O3- ja Ni-SiC-komposiittipinnoitteita. Pinnoituskokeilla määritettiin kylvyssä olevien partikkeleiden määrän vaikutus pinnoitteiden saostumisnopeuteen ja mikrorakenteeseen sekä saatujen pinnoitteiden ominaisuuksiin, mm. kovuuteen, karheuteen, kiinnipysyvyyteen sekä korroosion- ja kulutuskestävyyteen. Lopuksi verrattiin saatujen pinnoitteiden ominaisuuksia puhtaan nikkelipinnoitteen sekä kaupallisesti saatavien nikkelimatriisikomposiittipinnoitteiden ominaisuuksiin. Tutkimuksen tulosten perusteella voidaan todeta, että grafiittia ei pystytä saostamaan kromin kanssa tyydyttävässä määrin työssä kokeilluilla tekniikoilla eräistä päinvastaisista kirjallisuustiedoista huolimatta. Yhtenä syynä tähän on mahdollisesti kromikylvyn liian hyvä mikrolevityskyky. Sen sijaan alipainelaitteiston havaittiin periaatteessa olevan tietyin rajoituksin käyttökelpoinen elektrolyyttisten komposiittipinnoineiden valmistamiseen. Kemiallisesti saostettavien nikkelikomposiittipinnoitteiden saostumisnopeuden todettiin hidastuvan partikkelimäärän kasvaessa. Tavalliseen kemialliseen nikkelipinnoitteeseen nähden valmistetut komposiittipinnoitteet ovat kovempia ja kulutusta kestävämpiä, mutta pinnaltaan karheampia ja korroosionkestävyydeltään huonompia. Komposiittipinnoitteiden kiinnipysyvyys on tavallisen nikkelipinnoitteen veroinen. Ominaisuuksiltaan valmistetut nikkelimatriisikomposiittipinnoitteet ovat verrannollisia kaupallisesti saataviin komposiittipinnoitteisiin.

KW - composite materials

KW - electrodeposited coatings

KW - coating process

KW - protective coatings

KW - chromium coatings

KW - nickel coatings

M3 - Report

SN - 951-38-3147-7

T3 - Tutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus

BT - Kemiallisesti ja elektrolyyttisesti saostettavat komposiittipinnoitteet

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Mahiout A, Hannula S-P. Kemiallisesti ja elektrolyyttisesti saostettavat komposiittipinnoitteet. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1988. 66 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 570).