Νανοδομημένες σύνθετες επικαλύψεις μήτρας νικελίου με συναπόθεση νανοσωλήνων άνθρακα

Παπαχρήστου, Αναστάσιος; Papachristou, Anastasios

dc.contributor.author	Παπαχρήστου, Αναστάσιος	el
dc.contributor.author	Papachristou, Anastasios	en
dc.date.accessioned	2024-02-07T08:16:48Z
dc.date.available	2024-02-07T08:16:48Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/58792
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26488
dc.rights	Default License
dc.subject	Electrodeposition	en
dc.subject	Ηλεκτροαπόθεση	el
dc.subject	MWCNTs-μAl2O3	en
dc.subject	Carbon nanotubes	en
dc.subject	Additives	en
dc.subject	Composite coatings	en
dc.subject	Νανοσωλήνες άνθρακα	el
dc.subject	Πρόσθετα	el
dc.subject	Σύνθετες επικαλύψεις	el
dc.title	Νανοδομημένες σύνθετες επικαλύψεις μήτρας νικελίου με συναπόθεση νανοσωλήνων άνθρακα	el
dc.title	Nanostructured nickel matrix composite coatings co-deposited with CNTs	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Νανοϋλικά και Νανοτεχνολογία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-10-09
heal.abstract	Η ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση αποτελεί μια διαδεδομένη μέθοδο για την παραγωγή μεταλλικών, κραματικών, και σύνθετων/νανοσυνθετικών επικαλύψεων. Στην παρασκευή νανοσυνθετικών επικαλύψεων με ενσωμάτωση στερεών σωματιδίων σε μεταλλικές μήτρες, παρατηρούνται σημαντικές αλλαγές στις ιδιότητές τους, ειδικά όταν χρησιμοποιείται παλμικό ρεύμα (PC). Η συχνότητα των παλμών παίζει σημαντικό ρόλο στη μορφολογία, τη δομή, και τις μηχανικές ιδιότητες των αποθεμάτων. Το παρόν έργο επικεντρώνεται στην απόθεση νανοσωλήνων άνθρακα (MWCNTs-μAl2O3) χρησιμοποιώντας τόσο συνεχές όσο και παλμικό ρεύμα (με εύρος παλμών 0.1-1000 Hz) και προσθέτοντας οργανικές ουσίες στο λουτρό απόθεσης. Η απόθεση πραγματοποιήθηκε σε ορείχαλκο κυλινδρικής μορφής που περιστρεφόταν. Για να επιτευχθεί ομοιόμορφη κατανομή των νανοσωλήνων άνθρακα στη μεταλλική μήτρα, προστέθηκαν ταυτόχρονα πρόσθετες ουσίες όπως το ανιονικό SDS (Sodium Dodecyl Sulfate) και η κατιονική επιφανειοδραστική ουσία CTAB (Cetyl Trimethylammonium Bromide) στο ηλεκτρολυτικό λουτρό. Επίσης, παρασκευάστηκαν αποθέματα καθαρού νικελίου υπό τις ίδιες πειραματικές συνθήκες για σύγκριση με τα σύνθετα αποθέματα. Στη διπλωματική εργασία μελετήθηκε η επίδραση του ρεύματος (συνεχούς ή παλμικού) και της ταυτόχρονης προσθήκης πρόσθετων ουσιών στη μορφολογία της επιφάνειας, τον κρυσταλλογραφικό προσανατολισμό, το μέγεθος των κρυσταλλιτών, τη σκληρότητα, και την αντοχή στην τριβή ολίσθησης. Οι μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν περιλάμβαναν την Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης (SEM-EDS) για τη μελέτη της μορφολογίας και σύστασης των επικαλύψεων, την ακτινοκρυσταλλογραφική ανάλυση XRD για τον προσδιορισμό του κρυσταλλογραφικού προσανατολισμού, και τη μέθοδο Vickers για τη μέτρηση της μικροσκληρότητας. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκαν τριβολογικές δοκιμές χωρίς χρήση λιπαντικού σε τριβόμετρο τύπου μπίλιας/δίσκου. Τέλος, η Φασματοσκοπία micro-Raman χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό της σύστασης της σκόνης των νανοσωλήνων άνθρακα (MWCNTs-μAl2O3) και των σύνθετων επικαλύψεων. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η προσθήκη των πρόσθετων SDS και CTAB στο ηλεκτρολυτικό λουτρό οδηγεί σε πιο ομοιόμορφη κατανομή των νανοσωλήνων άνθρακα στη μεταλλική μήτρα νικελίου. Η παρουσία των σωματιδίων MWCNTs-μAl2O3 αυξάνει την μικροσκληρότητα κατά 23,01%. Τα σύνθετα αποθέματα που παρασκευάστηκαν παρουσιάζουν χαμηλότερο συντελεστή τριβής.	el
heal.abstract	Electroplating is a widespread method for the production of metallic, alloy, and composite/nanocomposite coatings. In the preparation of nano-synthetic coatings by incorporating solid particles into metal matrices, significant changes in their properties are observed, especially when pulsed current (PC) is used. Pulse frequency plays an important role in the morphology, structure, and mechanical properties of stocks. The present work focuses on the deposition of carbon nanotubes (MWCNTs-μAl2O3) using both direct and pulsed current (with a pulse width of 0.1-1000 Hz) and adding organic substances to the deposition bath. The deposition was carried out in brass of cylindrical form which was rotated. To achieve a uniform distribution of carbon nanotubes in the metal matrix, additives such as the anionic SDS (Sodium Dodecyl Sulfate) and the cationic surfactant CTAB (Cetyl Trimethylammonium Bromide) were added to the electrolytic bath. Also, pure nickel stocks were prepared under the same experimental conditions for comparison with the composite stocks. In this diploma thesis the effect of current (continuous or pulsed) and additive addition on surface morphology, crystallographic orientation, crystallite size, hardness, and sliding friction resistance were investigated. The methods used included Scanning Electron Microscopy (SEM-EDS) to study the morphology and composition of the coatings, X-ray crystallographic XRD analysis to determine the crystallographic orientation, and the Vickers method to measure the microhardness. In addition, tribological tests were performed without the use of lubricant in a ball/disc type tribometer. Finally, Micro Raman Spectroscopy was used to determine the powder composition of carbon nanotubes (MWCNTs-μAl2O3) and composite coatings. The results show that the addition of SDS and CTAB additives to the electrolytic bath leads to a more uniform distribution of carbon nanotubes in the nickel metal matrix. The presence of MWCNTs-μAl2O3 particles increases the microhardness by 23,01%. The composite stocks prepared show a lower coefficient of friction.	en
heal.advisorName	Παυλάτου, Ευαγγελία	el
heal.committeeMemberName	Ζαννίκος, Φανούριος	el
heal.committeeMemberName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I). Εργαστήριο Γενικής Χημείας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	102 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false