بررسی ساختار و خواص پوشش کامپوزیتی مس-نیترید سیلیسیم (Cu-Si3N4) تهیه شده به روش رسوب دهی الکتریکی

پوشش های مسی در کنار خواص منحصر به فردی چون هدایت الکتریکی و حرارتی بالا، خواص مکانیکی ضعیف و از جمله مقاومت سایشی پایینی نشان می دهند. به منظور بهبود خواص مکانیکی این پوشش، در این پژوهش ساخت پوشش کامپوزیتی مس-نیترید سیلیسیم با الکترولیز محلول آبکاری سولفات مس حاوی غلظت های مختلفی از ذرات نیترید سیلیسیم با میانگین اندازه ذرات 0/4 و 1 میکرومتر مورد بررسی قرار گرفت. جهت پوشش دهی از جریان مستقیم استفاده شد. تأثیر عوامل فرآیندی دانسیته جریان کاتدی، تلاطم محلول، غلظت و اندازه ذرات بر ساختار پوشش و میزان الحاق ذرات در پوشش کامپوزیتی بررسی شد. همچنین خواص مکانیکی پوشش کامپوزیتی حاصل در مقایسه با پوشش مس خالص مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی مورفولوژی سطح، توزیع ذرات و درصد وزنی ذرات در پوشش از میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیزور طیف سنج تفکیک انرژی، جهت بررسی فازی از پراش اشعه ایکس و جهت بررسی خواص مکانیکی پوشش از آزمون میکروسختی سنجی ویکرز و آزمون سایش پین روی دیسک استفاده شد. نتایج نشان داد دانسیته جریان کاتدی نقش موثری بر میزان الحاق ذرات در پوشش و ساختار آن ایفا می کند و با تغییر اندازه ذرات نیترید سیلیسیم نحوه تأثیر پذیری رفتار الحاق ذرات در پوشش با دانسیته جریان تغییر می کند. میزان بهینه تلاطم محلول جهت تهیه این پوشش تعیین شد. مشاهده شد با افزایش غلظت ذرات در محلول میزان الحاق ذرات در پوشش افزایش می یابد. همچنین مشخص شد که حضور ذرات نیترید سیلیسیم ریز ساختار پوشش را تحت تأثیر قرار داده، اندازه دانه پوشش را کاهش می دهند. حضور این ذرات منجر به افزایش سختی، کاهش ضریب اصطکاک و افزایش مقاومت سایشی پوشش می گردد.

کلیدواژه ها:

پوشش کامپوزیتی ، رسوب دهی الکتریکی ، مس ، نیترید سیلیسیم ، مقاومت سایشی