بررسی مقایسه ای اثر چگالی جریان آبکاری بر اندازه دانه پوشش های نانوکریستالی نیکل و نیکل-تنگستن

چگالی جریان آبکاری یکی از متغیرهای اساسی فرایند تولید برای کنترل ریزساختار و خواص پوشش های نانوکریستال ایجاد شده با فرایند آبکاری است. مکانیزم اثرگذاری این متغیر بر اندازه دانه های پوشش تک عنصری ممکن است متفاوت از پوشش آلیاژی باشد. برای بررسی این موضوع، پوشش های نیکل و نیکل-تنگستن با استفاده از فرایند آبکاری در محدوده چگالی جریان mA/cm2 90-15 روی زیرلایه مسی اعمال شدند. ساختار پوشش ها با پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به سیستم طیف سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس (EDS) بررسی گردید. طبق نتایج حاصل، با افزایش چگالی جریان در پوشش های نیکل-تنگستن، درصد وزنی تنگستن کم شده و تا چگالی جریانmA/cm2 60، میانگین اندازه دانه ها در حدود nm 5 ثابت باقی ماند اما در مقادیر بیش از آن، افزایش چگالی جریان منجر به ایجاد پوشش با دانه های درشت تری شد. در مقایسه با اثر چگالی جریان آبکاری بر اندازه دانه های پوشش نانوکریستال نیکل-تنگستن، در پوشش نانوکریستال نیکل رفتاری متفاوت مشاهده شد به گونه ای که میانگین اندازه دانه های پوشش با افزایش چگالی جریان آبکاری در ابتدا طبق یک رابطه توانی معکوس کاهش یافته و پس از آن تغییر محسوسی نداشت. بر اساس اثر چگالی جریان و مقدار یون های تنگستن احیاء شده بر فرایندهای جوانه زنی و رشد، علت این تفاوت رفتار توضیح داده شد. همچنین با معرفی کمیت جریان نسبی احیاء و محاسبه آن با استفاده از منحنی های ولتامتری، چگونگی اثر چگالی جریان بر مقدار تنگستن در پوشش نانوکریستال نیکل-تنگستن مدل شد.