1.3.1. Giới thiệu chung về lớp phủ composite nickel mạ hóa học
Khả năng đồng kết tủa các hạt vào trong lớp phủ mạ hóa học có thể tạo ra những tính chất mới cho lớp mạ, nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau nhƣ: tính trơ xúc tác của các hạt; điện tích các hạt; thành phần dung dịch mạ hóa học; độ hoạt động, khả năng phản ứng của dung dịch mạ; sự tương thích của các hạt vào lớp phủ hóa học; tốc độ mạ; sự phân bố các hạt, kích thước hạt, tính chất hạt.
Cơ chế mạ hóa học composite khác so với mạ hóa học thông thường. Các hạt dạng rắn đƣợc đƣa vào và đƣợc phân tán trong toàn bộ dung dịch mạ hóa học, tuy dung dịch mạ không ổn định về mặt nhiệt động lực học và khuynh hướng dung dịch bị phân hủy toàn bộ. Các hạt này không đƣợc lọc ra ngoài. Sự phân tán các hạt dẫn đến tỷ trọng diện tích bề mặt đƣợc mạ là 100000 cm2/L, lớn hơn 800 lần so với tỷ trọng mạ hóa học thông thường và được chấp nhận trong mạ nickel hóa học. [1]
Trong các lớp phủ mạ nickel hóa học điển hình, các hạt có thể đƣợc chọn lựa trong dải kớch thước từ 0,1àm đến 10àm, với tỷ trọng là 40% thể tớch cỏc hạt chiếm trong lớp phủ hóa học. Tỷ lệ các hạt đồng kết tủa vào trong lớp phủ hóa học có thể đƣợc điều chỉnh đến một tỷ số cố định và không đổi. Tuy nhiên, phần lớn trong thực tế thương mại, phần trăm thể tích các hạt đồng kết tủa là 18 đến 25% [1].
1.3.2. Tính chất chống mài mòn của lớp phủ hóa học composite
Chức năng chính của lớp phủ hóa học composite là nâng cao các tính năng của lớp mạ nhƣ chống mài mòn, chống ăn mòn. Các lớp mạ hóa học composite về bản chất tốt hơn so với lớp mạ nickel hóa học không có các hạt đồng kết tủa. Khả năng chống mài mòn càng lớn khi số lƣợng hạt càng lớn, độ bền của lớp mạ composite càng cao.
1.3.3. Hệ số ma sát (Friction Coefficient)
Lớp mạ hóa học nickel composite có thể cho hệ số ma sát thấp hơn các lớp mạ hóa học mà không có sự đồng kết tủa các hạt (mạ hóa học không có sự tổ hợp các chất).
Những năm gần đây thì sự đồng kết tủa hạt PTFE vào trong lớp mạ nickel hóa học đƣợc quan tâm thu hút. Sự đồng kết tủa hạt PTFE vào trong lớp mạ nickel hóa học tạo ra thêm một số tính năng mới nhƣ: không thấm ƣớc những chất gây tổn hại đến bề mặt như dầu, nước; nâng cao tính chống mài mòn; nâng cao các tính chất cách điện; có tính bôi trơn khô. Khi thêm PTFE, BN, SiC vào bề mặt Ni-P làm giảm khoảng 30% hệ số ma sát của lớp phủ [1].
1.3.4. Độ nhám
Mức độ nhám bề mặt phụ thuộc vào các thông số khác nhau như: kích thước hạt, nồng độ hạt, độ dày lớp phủ, độ phân tán hạt, độ nhẵn của bề mặt nền. Các hạt có xu hướng làm tăng độ nhám bề mặt, độ nhám bề mặt là yếu tố quan trọng trong việc ứng dụng lớp phủ mạ nickel hóa học. Trong một số trường hợp nhất định thì cần phải hoàn thiện bề mặt lớp phủ để làm giảm độ nhám, nhờ đó mà cũng điều chỉnh đƣợc các
tớnh chất ma sỏt của lớp phủ. Kớch thước hạt khoảng 6àm, sau khi mạ độ nhỏm cú giỏ trị 40 àm, sau khi đƣợc làm nhẵn giỏ trị độ nhỏm khoảng 15 àm thỡ chất lƣợng bề mặt mạ đƣợc đảm bảo hơn, tính ma sát hao mòn cũng giảm đi đáng kể [8].
Các lớp phủ mạ đặc biệt là những lớp phủ chứa các hạt có tác dụng làm nhẵn.
Một số phương pháp đã được phát triển nhằm đơn giản hóa và tiết kiệm trong khâu làm nhẵn bề mặt mang lại hiệu quả chƣa cao nhƣ: kết tủa một lớp kim loại thứ hai phủ lên bề mặt vật mạ bằng lớp phủ hóa học, hoặc cùng một loại hạt nhƣng thêm các hạt có kích thước nhỏ vào cùng các hạt có kích thước lớn hơn. Cách này làm cho thời gian làm nhẵn ngắn đi.
Hình 1.14. Ảnh hưởng của kích thước hạt lên độ nhám bề mặt và thời gian yêu cầu để đạt tới giá trị độ nhám cân bằng [1]
Sự thờm cỏc hạt kớch thước 2 và 5àm thỡ độ nhỏm cõn bằng thấp hơn đối với lớp phủ chỉ chứa loại hạt kớch thước 5àm. Cỏc hạt cú kớch thước nhỏ hơn đó điền vào những lỗ trống giữa các hạt lớn, chúng cùng đƣợc bám trên bề mặt vật mạ đồng thời cũng làm giảm độ nhám bề mặt và tạo ra sản phẩm cuối cùng sau khi mạ nhẵn hơn.
CHƯƠNG 2