Никелевые покрытия, модифицированные многостенными углеродными нанотрубками Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

УДК 539.3

НИКЕЛЕВЫЕ ПОКРЫТИЯ, МОДИФИЦИРОВАННЫЕ МНОГОСТЕННЫМИ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТРУБКАМИ

© Ю.И. Головин, А.Г. Ткачев1*, Ю.В. Литовка1*, А.В. Шуклинов,

Р.А. Столяров, В.М. Васюков, Л.Е. Поляков

НОЦ «Нанотехнологии и наноматериалы» Тамбовского государственного университета им. Г.Р. Державина, г. Тамбов, Россия, е-mail: golovin@tsu.tmb.ru ООО «Тамбовский инновационно-технологический центр машиностроения»,

Тамбовский государственный технический университет, г. Тамбов, Россия, е-mail: postmaster@kma.tstu.ru

Ключевые слова: углеродные нанотрубки; нанокомпозиционные материалы; покрытия; сканирующая электронная микроскопия.

Разработана методика модифицирования углеродными нанотрубками (УНТ) никелевой матрицы посредством гальвано-химического осаждения. Добавление УНТ в электролит ведет к изменению в микроструктуре и к упрочнению покрытия на 45 %.

Увеличения твердости и износостойкости никелевых гальванических покрытий можно добиться путем модифицирования их углеродными нанотрубками (УНТ), благодаря их способности влиять на микроструктуру покрытия.

Целью данной работы являлась разработка методики получения гальванического никелевого покрытия, модифицированного углеродными нанотрубками, исследование его микроструктуры и механических свойств.

В качестве модификатора покрытия использовались многослойные углеродные нанотрубки (МУНТ), представляющие собой «стопку чашек» («ламповых абажу-

ров») по морфологической классификации форм. Диаметр МУНТ ~ 50 нм (рис. 1).

Для получения покрытия применяли промышленный электролит Уотса (№8О4 - 255 г/л, №С12 -67,5 г/л, НВО3 - 32 г/л) с добавлением УНТ, концентрацией 60 мг/л. Катод был изготовлен из полированной медной пластинки. Плотность тока составляла 10 А/дм2. Время осаждения - 50 минут. Температура электролита - 293 К.

В результате добавления углеродных нанотрубок в электролит обнаружено изменение микроструктуры (рис. 2) и увеличение микротвердости на 45 % у модифицированного никелевого покрытия.

Рис. 1: а) - изображения УНМ «ТАУНИТ», полученные с помощью растровой электронной микроскопии; б) - структура углеродных нанотрубок, выявленная просвечивающей электронной микроскопией

БЛАГОДАРНОСТИ: НИР проведена в рамках реализации Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, а также при поддержке гранта «Carl Zeiss».

Поступила в редакцию 15 апреля 2010 г.

Golovin Yu.I., Tkachev A.G., Litovka Yu.V., Shuklinov A.V., Stolyarov R.A., Vasyukov V.M., Polyakov L.E. Nickel coatings modified by carbon nanotubes

Galvanic method of nikel matrix modification by carbon nanotubes was worked out. Addition of carbon nanotubes in electrolyte leads to decrease of grain size and provides coating hardening on 45 %.

Key words: carbon nanotube; nickel; nanocomposite coating; nanoindentation; hardness; scanning electron microscopy.