Θερμικός αιφνιδιασμός επικάλυψης χαλκού σε ψευδάργυρο

Abstract

Αντικείμενο αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η απόθεση επικάλυψης ψευδαργύρου σε υπόστρωμα χαλκού, με σκοπό τη μελέτη της παραχθείσας επικάλυψης, προκειμένου να εξαχθούν συμπεράσματα σχετικά με την επίδραση των θερμοκρασιακών αιφνιδιασμών στο συγκεκριμένο υλικό. Αρχικά, εναποτέθηκαν σε υπόστρωμα χαλκού με τη μέθοδο της ηλεκτροαπόθεσης επικαλύψεις ψευδαργύρου. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκαν οι δοκιμές θερμοκρασιακού αιφνιδιασμού με μεταβαλλόμενες παραμέτρους την θερμοκρασία και τους θερμοκρασιακούς κύκλους. Τέλος, με τη βοήθεια της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης (SEM) και της περίθλασης ακτινών-Χ, προσδιορίστηκε η δομή και η χημική σύσταση των παραχθέντων επικαλύψεων. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκαν και δοκιμές μικροσκληρότητας των επικαλύψεων πριν και μετά τους θερμοκρασιακούς αιφνιδιασμούς. Οι επικαλύψεις που παρήχθησαν για χρόνο εναπόθεσης 30 min βρέθηκαν να έχουν πάχος 30 μm. Οι επικαλύψεις που εναποτέθηκαν ήταν ομοιόμορφες και συμπαγείς, χωρίς την παρουσία πόρων ή ατελειών στη διεπιφάνεια. Όσον αφορά τις δοκιμές του θερμοκρασιακού αιφνιδιασμού, ορίστηκαν τρεις θερμοκρασίες στους 250 ˚C, 300 ˚C και 350 ˚C που σε κάθε μια πραγματοποιήθηκαν πέντε κύκλοι θερμοκρασιακών αιφνιδιασμών 15, 30 και 45 κύκλοι. Μετά το πέρας των πειραμάτων παρατηρήθηκε βρέθηκε να σχηματίζεται στην επιφάνεια της επικάλυψης οξείδιο του ψευδαργύρου. Επίσης, με την αύξηση της θερμοκρασίας και των θερμοκρασιακών κύκλων παρατηρήθηκε εκτεταμένη αλληλοδιάχυση μεταξύ χαλκού και ψευδαργύρου. Τέλος, παρατηρήθηκε η δημιουργία ρωγματώσεων στην επιφάνεια του οξειδίου με αποτέλεσμα τη μείωση της σκληρότητας του.

Thermal shock behaviour of zinc coatings deposited on copper has been investigated at 250 ˚C, 300 ˚C and 350 ˚C and at 15, 30 and 45 cycles for each temperature. Each cycle lasted 5 minutes at the elevated temperature followed by 2 minutes at room temperature (25˚C). The morphology and the chemical composition of the coatings before and after the thermal shock procedures was investigated with the aid of the Scanning Electron Microscope with an EDAX facility. The crystal structure of the surface was studied with the X-ray diffraction technique. It was observed that the increase of temperature led to diffusion between zinc and copper, as well as the formation of cracks at the surface of the coatings. Finally, the microhardness of the specimens was investigated before and after the thermal shock.