Elektroosadzanie i charakterystyka nanokompozytowych powłok SiO2/Ni
Celem rozprawy doktorskiej było opracowanie sposobu wytwarzania nanokompozytów SiO2/Ni metodą elektroosadzania z kąpieli siarczanowej modyfikowanej dodatkami PEI i PDDA oraz charakterystyka ich mikrostruktury i wybranych właściwości. Wykonano badania wpływu kationowych środków powierzchniowo czynnych PEI i PDDA na potencjał [elektrokinetyczny], nanocząstek SiO2 w etanolu oraz w kąpieli Wattsa. Opracowano warunki elektroosadzania nano-kompozytowych powłok SiO2/Ni z kąpieli z dodatkiem PEI i PDDA oraz zaprojektowano i wytworzono serię powłok. Zbadano morfologię powierzchni powłok za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej oraz profilometrii optycznej. Badania mikrostruktury wykonano metodami skaningowej, transmisyjnej, skaningowo-transmisyjnej i wysokorozdzielczej skaningowo-transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Zbadano także nanotwardość, odporność na zarysowanie oraz odporność na korozję elektrochemiczną powłok. Wyniki badań pozwoliły na określenie wpływu PEI i PDDA na elektroosadzanie nanokompozytów SiO2/Ni. Stwierdzono, że odpowiednio dobrany dodatek kationowych środków powierzchniowo czynnych do kąpieli Wattsa umożliwia uzyskanie nanokompozytów SiO2/Ni o zwiększonym udziale nanocząstek SiO2 w osnowie oraz polepszonych właściwościach. W przyszłości mogą one znaleźć zastosowanie jako twarde powłoki o silnie rozwiniętej powierzchni, odporne na korozję w środowiskach zawierających jony Cl'.The aim of the doctoral dissertation was to develop a method for the production of SiO2/Ni nanocomposites by electrodeposition from a sulphate bath modified with PEI and PDDA additives and the characterization of their microstructure and selected properties. The influence of PEI and PDDA cationic surfactants on the [electrokinetic potential], potential of SiO2 in ethanol and in the Watts bath was examined. The electrodeposition conditions of SiO2/Ni coatings from the bath with PEI and PDDA addition were elaborated. The morphology and surface roughness of the coatings were examined using scanning electron microscopy and optical profilometry. Characterization of the microstructure was performed using scanning, transmission, scanning, transmission and high-resolution transmission electron microscopy. Nanohardness, scratch resistance and electrochemical corrosion resistance were also investigated. Obtained results allowed to determine the influence of PEI and PDDA on electrodeposition of SiO2/Ni nanocomposites. It was found that the properly selected addition of cationic surfactants to Watts bath enables to obtain SiO2/Ni with an increased volume fraction of SiO2 in the matrix and improved properties. In the future, they can be used as hard coatings with a strongly developed surface, resistant to corrosion in environments containing Cl' ions.
