CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Chuẩn bị mẫu hợp kim nền
2.1.2. Chuẩn bị bề mặt hợp kim nền
Bề mặt của hợp kim nền ảnh hưởng tới khả năng bám dính của lớp phủ, đặc biệt là với các mẫu chế tạo bằng phương pháp mạ điện. NCS cùng nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm mạ nhiều lần trên các nền được xử lý bề mặt khác nhau và lựa chọn phương pháp mạ đạt kết quả tốt nhất. Theo đó bề mặt kim loại nền được xử lý theo các bước:
- Mài bề mặt bằng giấy giáp SiC tới cấp #120
- Phun nhám bề mặt (blasting) bằng hạt bột mịn Al2O3 với các thông số như sau: áp suất phun: 0,5 Mpa; thời gian phun: 30 giây; khoảng cách đầu phun tới mẫu: 15 cm; góc phun: 45o.
Sau khi phun nhám bề mặt, các mẫu hợp kim nền UCSX-8 được đo độ nhám bề mặt trên thiết bị đo độ nhám SJ-210 của Mitutoyo. Giá trị độ nhám được lấy trung bình trên hai mặt của mẫu, trên mỗi mặt đo 6 vị trí (đường đo). Vị trí đo được mơ tả trên hình 2.2. Bề mặt các mẫu hợp kim nền sau khi phun nhám đạt độ nhám khoảng
~0,6 µm. Kết quả cụ thể đo độ nhám bề mặt (hai mặt A và B) của các mẫu được thể hiện trên bảng 2.2 và 2.3..
Vị trí đo Ra trên mẫu
2.2. Chế tạo lớp phủ khuếch tán Pt và Pt-Ir bằng phương pháp mạ điện kết hợp với xử lý nhiệt khuếch tán.
Các lớp phủ khuếch tán nhơm biến tính bằng Pt và Pt-Ir được thực hiện theo hai bước. Ban đầu, các lớp màng Pt và Pt-Ir dày khoảng 8 µm được phủ lên bề mặt của hợp kim nền bằng phương pháp mạ điện hóa. Sau đó, các mẫu hợp kim đã phủ Pt và Pt-Ir được xử lý nhiệt khuếch tán ở nhiệt độ 1100 oC để khuếch tán các nguyên tố tạo thành lớp phủ giàu nhôm gần bề mặt của nền niken.
Bảng 2.2. Kết quả đo độ nhám bề mặt các mẫu hợp kim nền UCSX-8, µm
Tên mẫu Độ nhám trung bình trên mặt mẫu, Ra(μｍ)
Mặt A Mặt B
No.5 0,6378 0,6158
No.2 0,5962 0,661
No.3 0,639 0,5278
No.14 0,9218 0,9029
Bảng 2.3. Kết quả đo độ nhám bề mặt các mẫu hợp kim nền Ni-16Al-10Cr, µm
Tên mẫu Độ nhám trung bình trên mặt mẫu, Ra(μｍ)
Mặt A Mặt B Mẫu 1 0,637 0,711 Mẫu 2 0,535 0,660 Mẫu 3 0,581 0,567 Mẫu5 0,803 0,590 Mẫu 6 0,651 0,595 Mẫu 7 0,825 0,685
Các thông số về thành phần bể mạ cũng như các yếu tố về nhiệt độ bể mạ, độ pH, mật độ dòng mạ, tốc độ khuấy trộn, tốc độ mạ theo thời gian… đã được nhóm nghiên cứu thử nghiệm khảo sát và lựa chọn các thơng số tối ưu cho quy trình mạ Pt và Pt-Ir [76, 116, 117], NCS đã sử dụng quy trình này để chế tạo lớp mạ.