Regisztráció és bejelentkezés

Többkomponensű ötvözetű vékonyrétegek elektrokémiai leválasztása és mikroszerkezetének jellemzése

2004 körül J. W. Jeh tajvani professzor és vele párhuzamosan más kutatók munkássága útján az ötvözet-tervezés új paradigmája bontakozott ki a nagyentrópiás ötvözetanyagok (High Entropy Alloy, HEA) megjelenésével. Ezek az ötvözetek legalább 5 összetevőből állnak, egyenként 5-35 at% mennyiségben. Az anyagra – nevéből adódóan is – a nagy keveredési entrópia a jellemző, ami a rendszerben kisebb szabadenergiát és nagyobb fázisstabilitást, ezáltal viszonylag egyszerűbb kristályszerkezetet eredményez , mint például a térközepes köbös (BCC), a lapközepes köbös (FCC) és a szoros illeszkedésű hexagonális (HCP) rácsszerkezetek. A nagyentrópiás ötvözetek mindezek mellett és ennek köszönhetően is kivételes tulajdonságokkal rendelkeznek: kiváló szilárdsági mutatók, jó deformálhatóság és törési szilárdság szobahőmérsékleten, kiváló korrózióval szembeni ellenálló képesség, tartós ellenállás a kúszási és fáradási igénybevételek esetén, valamint egyedi elektromos és mágneses tulajdonságok jellemzik a tömbi anyagokat.

2005 óta vannak kutatási eredmények a HEA-ötvözetek vékonyrétegformában (High Entropy Films, HEF) történő előállításáról, melyeket jelenleg széles körben vizsgálnak. Nagyon ígéretesek kiemelkedő mechanikai tulajdonságaik és korrózióállóságuk miatt, ezért kemény és kopásálló bevonatok formájában alkalmazhatók. A HEA-bevonatokat leginkább fizikai bevonatelőállítási technológiákkal (magnetronos porlasztás, lézeres és plazma bevonatolás, valamint különböző termikus szórási eljárások) állították elő, és ezidáig csak néhány szakirodalom számolt be elektrokémiai úton történő leválasztásukról. Az elektrokémiai leválasztás költséghatékony és az elektrokémiai folyamatban megváltozott leválasztási paraméterek esetén jó visszacsatolást ad a HEA-bevonatok jellemzőiről, mint például az összetétele, morfológiája és vastagsága. Ezzel szemben a fizikai technológiák korlátok közé szorulnak a drága berendezések, nagy üzemi hőmérséklet és a bevonat összetételének és morfológiájának korlátozott ellenőrizhetősége miatt.

Kutatásom során többkomponensű ötvözet alapú (AlCoCrFeNi, CoCrFeNiMn) vékonyrétegeket állítottam elő elektrokémiai leválasztással. A bevonatokat réz és ötvözetlen acél felületekre vittük fel DMF – CH3CN (4:1 térfogatarányú) szerves elektrolit rendszerben, amely dehidratált fém-kloridokat és LiClO4 vegyületet tartalmazott. A kísérleteket ausztenites korrózióálló acél ellenelektróddal 2,5 V potenciálon, különböző leválasztási idővel végeztem. A dolgozatom célja a kapott bevonatok mechanikai (keménység, rétegvastagság), szerkezeti és korróziós tulajdonságainak a vizsgálata. A kutatás egyedisége, hogy új összetételű többkomponensű ötvözeteket állítottunk elő elektrokémiai eljárással, nem vizes oldatokból.

csatolmány

szerző

  • Miskolcziné Pálfi Nikolett
    Gépészmérnöki mesterképzési szak
    mesterképzés (MA/MSc)

konzulensek

  • Dr. Fazakas Éva
    Docens, Anyagtudomány és Technológia Tanszék
  • Dr. Berecz Tibor
    egyetemi adjunktus, Anyagtudomány és Technológia Tanszék