Содержание журнала №2 за 2022 год
Информация о статье:
| DOI | 10.47188/0869-5326_2022_30_2_4 | |
| Раздел/Section | Электроосаждение металлов и сплавов | Electroplating of metals and alloys |
| Заглавие/Title | Влияние содержания бора и низкотемпературного отжига на структурно-фазовое состояние и триботехнические свойства электрохимически осажденных покрытий никель-бор | Effect of Boron Content and Low-Temperature Annealing on the Structure State and Tribological Properties of Electrodeposited Ni-B Coatings |
| Авторы/Authors | Л.С. Цыбульская, С.С. Перевозников, В.С. Шендюков, В.А. Кукареко | L.S. Tsybulskaya, S.S. Perevoznikov, V.S. Shendyukov, V.A. Kukareko |
| Страницы/Pages | 4-14 | |
| Ключевые слова Keywords | электроосаждение, покрытие никель-бор, морфолин-боран, структура, морфология, микрорельеф поверхности, отжиг, микротвердость, износостойкость, коэффициент трения | electrodeposition, nickel-boron coating, morpholine-borane, structure, morphology, surface microrelief, annealing, microhardness, wear resistance, friction coefficient |
| Аннотация Description | Предложен электролит никелирования и режимы осаждения покрытия никель-бор в присутствии борсодержащего соединения морфолин-борана. Изучено влияние концентрации морфолин-борана в электролите никелирования на химический состав осаждаемого покрытия и его структуру, морфологию и микрорельеф поверхности, микротвердость, износостойкость и коэффициент трения. Показано, что увеличение концентрации морфолин-борана в электролите никелирования приводит к увеличению содержания бора в осаждаемом покрытии, усилению блеска и получению напряженных покрытий Ni-B при концентрации 0,5 г/л и выше. Согласно данным рентгенофазового анализа при включении бора в покрытие и с ростом его концентрации уменьшается параметр а ГЦК кристаллической решетки, что может свидетельствовать об образовании твердого раствора бора в никеле внедренно-замещенного типа; возрастает величина физического уширения дифракционных линий, что может говорить об уменьшении размеров кристаллитов, а также об увеличении дефектности кристаллической решетки. Различными методами показано, что при концентрации бора в покрытии 4 ат.% размеры кристаллитов уменьшаются в 2,5-4 раза, микротвердость увеличивается в 1,9 раза, удельный объемный износ уменьшается до 30 раз, коэффициент трения увеличивается на 30-40 % по сравнению с никелевым покрытием. Показано, что низкотемпературный отжиг приводит к улучшению физико-механических характеристик покрытий Ni-B: повышению микротвердости до 1050 HV 0,05 и уменьшению удельного объемного износа до 4 мкг/м. На основании увеличения параметра кристаллической решетки а ГЦК твердого раствора бора в никеле при низкотемпературном отжиге сделано заключение, что повышение твердости и износостойкости покрытий Ni-B связано с переходом атомов бора из позиций замещения в позиции внедрения, протекающим по диссоциативному механизму Франка-Тарнбалла и сопровождающимся образованием прочных ковалентных связей между атомами бора и никеля в кристаллической решетке. | Ni-B plating electrolyte with morpholine-borane as boron-containing com-pound and deposition regimes are proposed. The effect of morpholine-borane concentration in plating solution on coating chemical composition, structure, surface morphology, microhardness, wear resistance and friction coefficient was studied. Increasing morpholine-borane concentration in electrolyte was shown to increase boron content in deposited coating as well as luster. Stressed Ni-B coatings are deposited at morpholine-borane concentration 0.5 g/l or higher. X-ray diffraction investigation revealed fcc lattice parameter a reducing due to boron incorporation into coating that indicates to the formation of solid solution of boron in nickel embedded-replaced type. At the same time the value of diffraction lines physical broadening is increasing which may be caused by crystal size decreasing or increasing defects in the crystal lattice. Crystal size was shown to reduce by 2.5 - 4 times at 4 at.% of boron in coating, microhardness increased by 1.9 times, specific wear decreased up to 30 times, friction coefficient increased by 30-40 % compared to pure nickel coating. Low-temperature annealing was shown to improve physical and mechanical characteristics of Ni-B coatings: microhardness increased to 1050 HV, specific wear decreased to 4 µg/m. The increasing lattice parameter a during low-temperature annealing gives reasons to believe that increasing microhardness and wear resistance is determined by migration of boron atoms from substitution positions to incorporation positions in Ni fcc witch occurred according dissociative Frank-Turnbull mechanism with the formation of strong covalent bonds between nickel and boron atoms. |
| Ссылка на Link for citation | ||
| Текст/Text | http://elibrary.ru/item.asp?id=49062670 | |