Codeposició electroless de NiP amb micro- i nanopartícules ceràmiques

• Autores: Anna Amell Tosas
• Directores de la Tesis: Maria Sarret Pons (dir. tes.), Carlos Muller Jevenois (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2010
• Idioma: catalán
• Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Javier Gil Mur (presid.), Ana Inés Fernández Renna (secret.), Eva García Lecina (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Física de fluidos
      • Dispersiones
    • Física del estado sólido
      • Aleaciones
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de materiales
      • Ensayo de materiales
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Dipòsit Digital de la UB
• Resumen

  • L’obtenció de recobriments compòsits mitjançant la incorporació de partícules en una matriu determinada ha conduit a una nova generació de materials amb unes propietats particulars, depenent tant de la naturalesa de la matriu com de les partícules emprades. En els darrers anys ha sorgit un gran interes en l’obtenció de compòsits amb partícules nanomètriques, ja que s’ha constatat que la reducció de la mida de la partícula pot modificar substancialment les propietats del dipòsit i permet la reducció de la mida del suport, tot obrint un nou ventall d’aplicacions. L’aplicació de la tecnologia electroquímica a l’obtenció d’aquests recobriments té dues etapes de difícil control: l’obtenció de les dispersions de les partícules i el propi procés de codeposició. La disminució de la mida de les partícules exalta els problemes d’agregació a les dispersions, donant lloc a la formació d’agregats de mida sub-micromètrica. El sistema NiP/X, format per una matriu de níquel i partícules ceràmiques, es escollit pel seu interès tecnològic, cercant analitzar l’efecte de la mida de les partícules sobre les propietats dels compòsits obtinguts per incorporació de nanopartícules de SiC i Si3N4 dins una matriu de níquel, mantenint en tot moment la referència al comportament de les micropartícules i emprant la via electroless. Segons això, la tesi s'estructura en tres parts: 1. Caracterització de les nanopartícules de SiC i Si3N4 i de les seves dispersions: la distribució de mida de partícula (PSD) i el potencial zeta (?) són dos paràmetres importants per caracteritzar el comportament de les partícules suspeses en un medi i relacionats amb les caracteristiques de la seva superfície. Es detalla el treball fet sobre la caracterització de l'estructura i composició superficial de les nanopartícules, l'estudi del seu comportament en suspensió i de l'efecte dels diferents components d'un bany electroquimic sobre aquestes propietats, amb especial èmfasi en les determinacions efectuades sobre electròlits concentrats i a temperatura relativament elevada i amb la presencia de fluorosurfactants fins ara no estudiats. 2. Obtenció de compòsits per electroless i la seva caracterització: es tracta el procés de deposició i la caracterització dels dipòsits obtinguts. S'estudia la morfologia, composició i estructura així com les propietats de resistència a la corrosió, duresa i resistència al desgast dels recobriments. Buscant l'aplicació directa dels compòsits obtinguts, es treballa amb un bany comercial que proporciona recobriments amb propietats contrastades. D'altra banda, per a l'estudi de l'efecte dels fluorosurfactants s'utilitza un bany de composició més simple. 3. Anàlisi comparativa de la duresa, la resistència al desgast i la fricció: el principal objectiu de la incorporació de partícules ceràmiques a un dipòsit de matriu metàl.lica és l’augment de la seva duresa i resistència al desgast. Existeixen molts mètodes d'assaig d'aquest tipus de propietats i se'n pot obtenir informació molt diversa, encara que els més habituals estan dimensionats per l’avaluació de materials màssics. En aquest capítol es discuteix la seva aplicació a l'avaluació de recobriments compòsits, fent una anàlisi comparativa global de tota la tecnologia avaluada. Quan es va comencar aquest treball, es va considerar interessant dur a terme un estudi final comparatiu dels sistemes NiP/X obtinguts per electrodeposició. Pel seu interès tecnològic es va escollir un bany de sulfamat de nóquel com a electròlit de treball. Però la manca de dades de referéncia sobre el comportament electroquímic d'aquest bany (no es troben referencies bibliogràfiques sobre l'estudi de l'electrodeposició de Ni a partir d'aquest tipus d'electròlits ni de l'obtenció de NiP i els seus composits), ha reduït aquesta part a l’estudi inicial del comportament del bany, l’anàlisi del procés d’electrodeposició i la caracterització dels dipòsits obtinguts.