5. Ý nghĩa của đề tài
3.2.3. Ảnh hưởng của thời gian mạ
Để nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian mạ đến hàm lượng nhôm trong lớp mạ tổ hợp Ni- Al2O3, tiến hành mạ dòng không đổi dung dịch: NiCl2 0,08 M + glyxin 0,2 M + CH3COONa 1,8 M, pH = 5,5, Al2O3 60 g/L ở mật độ dòng điện -20 mA/cm2 tốc độ khuấy 600 vòng/phút ở nhiệt độ 40oC, thời gian mạ là 10 phút; 20 phút; 30 phút.
Các mẫu sau khi mạ được đo EDX tại Trung tâm đánh giá hư hỏng vật liệu COMFA để xác định thành phần nguyên tố. Kết quả thực nghiệm được thể hiện trên Hình 3.12, Hình 3.13 và Hình 3.14.
Hình 3.13. Phổ EDX phân tích bề mặt lớp mạ tổ hợp Ni-Al2O3, thời gian mạ 20 phút
Từ các dữ kiện EDX về thành phần nguyên tố xác định lại phần trăm khối lượng Al2O3
của các lớp mạ tổ hợp được mạ sau các khoảng thời gian 10 phút, 20 phút, 30 phút và được đưa ra trong Bảng 3.4 và Hình 3.15.
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của thời gian mạ đến hàm lượng Al2O3 trong lớp mạ tổ hợp Ni-Al2O3
Thời gian Hàm lượng Al
(% khối lượng Al)
Hàm lượng Al2O3 (% khối lượng của Al2O3)
10 phút 18,01 34,01
20 phút 19,62 37,06
30 phút 18,98 35,85
Hình 3.15. Đồ thị ảnh hưởng của thời gian mạ đến hàm lượng Al2O3 trong lớp mạ Ni-Al2O3
Kết quả thực nghiệm cho thấy tăng thời gian mạ từ 10 phút đến 20 phút, hàm lượng nhôm trong lớp mạ tăng mạnh (từ 34,01 % đến 37,06 %), đạt cao nhất ở thời gian 20 phút, sau đó giảm nhẹ ở thời gian 30 phút (xuống còn 35,85%).
Như đã biết hàm lượng Al2O3 trong lớp mạ tổ hợp phụ thuộc vào cả tốc độ phóng điện của Ni và tốc độ va chạm cũng như chôn lấp các hạt cứng này bằng Ni. Thời gian đầu khi phản ứng bắt đầu diễn ra, khi lượng Ni sinh ra trên bề mặt chưa đủ để chôn lấp Al2O3 thì lượng nhôm oxit bị giữ lại trên bề mặt ít, hàm lượng nhôm trong lớp mạ sẽ nhỏ. Theo thời
34.01 37.06 35.85 30 32 34 36 38 40 10 20 30 % khối lượ ng của Al2 O3 Thời gian (phút)
gian lượng Al2O3 bị giữ lại tăng dần. Tuy nhiên việc chôn lấp các hạt cứng có kích thước tương đối (cỡ μm) cần thời gian và lượng Ni khá nhiều, do vậy mặc dù lượng Al2O3 trong lớp mạ tăng nhưng phần trăm khối lượng của chúng so với Ni lại giảm chút ít.
Bên cạnh đó, bề mặt lớp mạ cũng thay đổi rõ rệt theo thời gian (Hình 3.16).
10 phút 20 phút 30 phút
Hình 3.16. Bề mặt lớp mạ sau khi mạ trong thời gian 10 phút, 20 phút và 30 phút
Sau 10 phút, bề mặt lớp mạ nhẵn, khá đồng đều. Khi tăng thời gian mạ lên 20 phút, bề mặt lớp mạ sáng hơn, màu đẹp hơn. Tuy nhiên, khi tăng thời gian đến 30 phút thì bề mặt lớp mạ bị đen, sần hơn so với lớp mạ ở thời gian 20 phút.
Như vậy, không nên mạ trong thời gian quá lâu, bề mặt mạ sẽ trở nên sần, nhám, và có nhiều rỗ làm mất thẩm mỹ trong trang trí.
Từ các kết quả thực nghiệm, có thể rút ra điều kiện để thu được lớp mạ tổ hợp Ni- Al2O3 với hàm lượng Al2O3 cao là:
+ Thành phần dung dịch: NiCl2 0,08 M + glyxin 0,2 M + CH3COONa 1,8 M, pH = 5,5, Al2O3 60 g/L.
+ Tốc độ khuấy: 600 vòng/phút + Nhiệt độ dung dịch: 40oC
+ Mật độ dòng điện: -20 mA/cm2