Tài liệu Nghiên cứu công nghệ mạ hoá học tạo lớp phủ compozit nihạt phân tán (al2o3, ptfe)

Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT V: Năng lượng A: Hằng số Hamaker CB : Nồng độ chất B Eam: Điện thế ăn mòn iam: Mật độ dòng ăn mòn Rcp: Điện trở phân cực  0 : Hằng số điện môi chân không  r : Hằng số điện môi dung dịch SDS: Chất hoạt động bề mặt Đođexyl natri sulfat CTAB: Chất hoạt động bề mặt cetyl trimethyl ammonium bromide EN: Lớp mạ hóa học NiP PTFE: Polytetrafluoroethylene BN: Bo nitrua ASTM: Tiêu chuẩn Mỹ (American Society for Testing and Materials) SEM: Phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope) EDS: Phương pháp phân tích phổ tán xạ năng lượng (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) TEM: Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscopy) XRD: Phương pháp phân tích phổ nhiễu xạ tia Rơnghen 1 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) DANH MỤC CÁC BẢNG Số bảng Chú thích bảng Trang Bảng 1.1 Khả năng chịu mài mòn của một số lớp phủ 15 Bảng 1.2 Tóm tắt tính chất lớp mạ hoá học NiP 16 Bảng 1.3 So sánh hệ số ma sát của lớp mạ compozit so với lớp mạ thông 24 thường Bảng 1.4 So sánh độ nhám lớp mạ compozit và lớp mạ thông thường 24 Bảng 1.5 Quan hệ giữa thế Zeta và sự ổn định của dung dịch 34 Bảng 2.1 Quy trình mạ hoá học NiP trên nền Sắt 42 Bảng 2.2 Quy trình mạ hoá học NiP trên nền Đồng 43 Bảng 3.1 Số lần bẻ gập đến gãy và ảnh chụp lớp mạ khi hàm lượng P thay 57 đổi Bảng 3.2 Ảnh hưởng nồng độ NaH2PO2 và nhiệt độ tới Eăm, iăm 59 Bảng 3.3 Chế độ mạ thay đổi theo nồng độ NaH2PO2 và tốc độ phản ứng 61 thu được Bảng 3.4 Kết quả phân tích EDS các lớp mạ NiP tổng hợp ở các nồng độ 63 NaH2PO2 khác nhau Bảng 3.5 Ảnh hưởng của hàm lượng hạt PTFE 12 µm trong dung dịch tới 66 hàm lượng hạt PTFE trong lớp mạ và góc thấm ướt của lớp mạ. Bảng 3.6 Ảnh hưởng của hàm lượng hạt PTFE 0,5 µm trong dung dịch tới 66 hàm lượng hạt PTFE trong lớp mạ và góc thấm ướt của lớp mạ. Bảng 3.7 Tổng hợp kết quả đo thế Zeta của lớp mạ NiP và hạt PTFE 71 Bảng 3.8 Thành phần lớp mạ NiP- PTFE khi thay đổi nồng độ CTAB 78 trong dung dịch Bảng 3.9 Kết quả tính dòng ăn mòn theo phương pháp Tafel 84 Bảng 3.10 Ảnh hưởng của hàm lượng PTFE 12 µm trong lớp mạ tới khả 86 năng chống mài mòn của lớp mạ Bảng 3.11 Kết quả phân tích EDS các lớp mạ NiP-Al2O3 có hàm lượng 88 Al2O3 trong dung dịch thay đổi Bảng 3.12 Kết quả tính dòng và thế ăn mòn theo phương pháp Tafel 93 Bảng 3.13 Kết quả đo độ cứng các lớp mạ 95 Bảng 3.14 Kết quả tính chiều dày lớp mạ với các mẫu khác nhau 96 2 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Bảng 3.15 Khả năng chịu mài mòn của các lớp mạ (lực ép 12 N) 98 Bảng 3.16 Khả năng chịu mài mòn của các lớp mạ (lực ép 20 N) 99 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Số hình Chú thích hình Trang Hình 1.1 Hình mô tả các giai đoạn của quá trình động học 10 Hình 1.2 Sơ đồ mô tả cơ chế kết tinh mạ hoá học: (a) sự hình thành lớp 11 mạ, (b) sự hình thành lớp mạ qua mặt cắt ngang, (c) sự hình thành lớp mạ qua hình chiếu đứng Hình 1.3 Ảnh TEM mô phỏng sự phát triển của lớp mạ hoá học Ni, các ký 12 hiệu 0, 1, 2, 3 là số thứ tự các lớp mạ: (a) Lớp mạ có hai lớp, (b) Lớp mạ có 3 lớp Hình 1.4 (a) Giản đồ pha của hợp kim NiP, (b) Cấu trúc pha của lớp mạ 14 hóa học NiP Hình 1.5 Tỷ lệ phần trăm ứng dụng của lớp mạ NiP compozit trên thế giới 18 Hình 1.6 Lớp mạ hoá học NiP có hạt phân tán kỵ nước BN 19 a, hạt không được xử lý bề mặt; b,hạt có xử lý bề mặt Hình 1.7 Ảnh hưởng của hàm lượng hạt phân tán trong dung dịch tới hàm 21 lượng hạt phân tán trong lớp mạ hoá học NiP Hình 1.8 Sự phát triển của lớp mạ khi có hạt phân tán dẫn điện và không 21 dẫn điện. Hình 1.9 Cấu tạo lớp điện tích kép, 1/k là chiều dày lớp điện tích kép 33 Hình 1.10 35 Hình 1.11 Tổng hợp năng lượng tương tác theo khoảng cách sử dụng thuyết DLVO: (a) các bề mặt đẩy nhau mạnh, các hạt nhỏ không ở trạng thái kết tụ, (b) Các hạt kết tụ tại điểm secondary minimum,(c) các hạt kết tụ tại điểm secondary minimum, tốc độ kết tụ chậm,(d) hàng rào năng lượng < 0, kết tụ nhanh chóng, (e) không có hàng rào năng lượng, kết tụ nhanh chóng Cơ chế mạ hoá học compozit của Ngô Khánh Lợi Hình 1.12 Hình mô tả cơ chế mạ hoá học compozit của Ming-Der Ger, 37 36 Bing Joe Hwang Hình 1.13 Hình mô tả cơ chế mạ hoá học compozit của Heung-Kil Park và 37 đồng sự 3 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hình 1.14 Hình mô tả cơ chế mạ hoá học compozit của Trương Huệ 38 Hình 2.1 Ảnh SEM các hạt phân tán, PTFE kích thước 12 µm (a) và 0.5 44 µm (b), hạt Al2O3 kích thước 15µm (c). Hình 2.2 Ảnh minh họa phương pháp Wilhelmy plate. 49 Hình 2.3 Sơ đồ minh hoạ quá trình đo thế Zeta bề mặt phẳng 51 Hình 3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ NaH2PO2 tới tốc độ mạ 52 Hình 3.2 Ảnh hưởng của nồng độ chất khử NaH2PO2 tới hàm lượng P 53 trong lớp mạ. Hình 3.3 Hình 3.4 Giản đồ XRD của lớp mạ NiP; a, b, c, d tương ứng với hàm lượng NaH2PO2 thay đổi lần lượt 10; 15; 20 và 25 g/l. (NiPx có ký hiệu x thể hiện hàm lượng P trong lớp mạ) Ảnh SEM của các mẫu mạ hoá hoc NiP với nồng độ của 54 55 NaH2PO2 trong dung dịch là 10g/l, 15g/l, 20g/l, 25g/l. Hình 3.5 Ảnh TEM phân tích cấu trúc lớp mạ NiP tổng hợp ở nồng độ 56 NaH2PO2 trong dung dịch là 20g/l. Hình 3.6 Ảnh hưởng của nồng độ NaH2PO2 trong dung dịch đến độ cứng 58 và hệ số ma sát của lớp mạ. Hình 3.7 Kết quả đo đường cong phân cực lớp mạ NiP a-Đường cong phân cực khi thay đổi nồng độ NaH2PO2 b-Đường cong phân cực khi thay đổi nhiệt độ 59 Hình 3.8 Ảnh SEM mặt cắt ngang lớp mạ NiP tổng hợp ở 90 oC và CNa2H2PO2 = 20 g/l ở độ phóng đại 4000 lần. 60 Hình 3.9 Mặt cắt ngang lớp mạ NiP-PTFE có nồng độ chất khử thay đổi 62 Hình 3.10 Ảnh hưởng của nồng độ chất phản ứng tới tốc độ mạ và hàm 63 lượng hạt PTFE trong lớp mạ Hình 3.11 Hình 3.12 Ảnh mặt cắt ngang và bề mặt lớp mạ NiP-PTFE 0,5 µm (a, b, c, d) và 12 µm(e, f, g, h) hàm lượng 2g/l. (a là ảnh mặt cắt ngang lớp mạ NiP-PTFE 0,5 µm, b là hình ảnh bề mặt lớp mạ NiPPTFE 0,5 µm, c là ảnh phóng đại của b, d là hình ảnh phóng đại của c. e là mặt cắt ngang lớp mạ NiP-PTFE 12 µm, f là ảnh chụp bề mặt lớp mạ NiP-PTFE 12 µm, g là ảnh phóng đại của f, h là hình ảnh phóng đại của g) Mặt cắt ngang lớp mạ NiP-PTFE: a) Lớp mạ Sử dụng chất hoạt 68 69 động SDS; b) lớp mạ sử dụng chất hoạt động CTAB Hình 3.13 Hàm lượng PTFE trong lớp mạ NiP-PTFE: a) Lớp mạ sử dụng 4 70 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) chất hoạt động SDS; b) lớp mạ sử dụng chất hoạt động CTAB Hình 3.14 Kết quả đo thế Zeta hạt PTFE trong dung dịch mạ có các chất 70 hoạt động khác nhau. a) Hạt PTFE trong dung dịch có chất hoạt động CTAB; b) Hạt PTFE trong dung dịch có chất hoạt động SDS. Hình 3.15 Năng lượng tương tác bề mặt sử dụng các chất hoạt động khác 74 nhau Hình 3.16 Mô tả sự ảnh hưởng của chất hoạt động cation và anion lên quá 75 trình đồng kết tủa hạt phân tán vào lớp mạ Hình 3.17 Hình mô tả hạt PTFE khi tiến tới lớp mạ NiP 76 Hình 3.18 Ảnh SEM bề mặt (ảnh bên trái ) và mặt cắt ngang (ảnh bên phải) 77 lớp mạ compozit NiP-PTFE; hình a,b,c tương ứng với lớp mạ sử dụng chất hoạt động CTAB 0,125; 0,166 và 0,500 g/l. Hình 3.19 Phổ EDS các lớp mạ NiP-PTFE có nồng độ CTAB trong dung 78 dịch thay đổi: (a) CTAB 0,100 g/l; (b) CTAB 0,125 g/l; (c) CTAB 0,166 g/l; (d) CTAB 0,250 g/l; (e) CTAB 0,500 g/l. Hình 3.20 Ảnh hưởng của nồng độ chất hoạt động CTAB tới hàm lượng hạt 79 PTFE trong lớp mạ Hình 3.21 Ảnh hưởng của nồng độ chất hoạt động CTAB tới thế Zeta của 81 lớp mạ NiP và hạt PTFE. Hình 3.22 Hình minh họa lực đẩy giữa hạt PTFE và lớp mạ hóa học NiP 82 khi có sự khác nhau về nồng độ chất hoạt động CTAB a) Dung dịch mạ có ít chất hoạt động b) Dung dịch mạ có nhiều chất hoạt động Hình 3.23 Quan hệ giữa thế các lớp mạ và thời gian lớp mạ nhúng trong 83 dung dịch NaCl 3,5 %. Hình 3.24 Kết quả đo đường cong phân cực các mẫu mạ hóa học compozit 84 NiP-PTFE Hình 3.25 Phổ EDS các mẫu mạ compozit với nồng độ Al2O3 khác nhau 87 a) 0 g/l Al2O3, b) 10 g/l Al2O3, c) 15 g/l Al2O3, d) 20 g/l Al2O3 Hình 3.26 Ảnh hưởng của nồng độ Al2O3 trong dung dịch tới thành phần P 89 và Al2O3 trong lớp mạ. (a) thành phần P trong màng; (b) thành phần Al2O3 trong màng 5 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hình 3.27 Mặt cắt ngang lớp mạ NiP-Al2O3 có hàm lượng Al2O3 10 g/l 89 Hình 3.28 Hình ảnh bề mặt cắt ngang lớp mạ NiP-Al2O3 0,5 µm hàm lượng hạt Al2O3 trong dung dịch 2 g/l có tốc độ khuấy thay đổi. (a) tốc độ khuấy 750 vòng/phút trong 2 giờ, (b) tốc độ khuấy 1500 vòng/phút trong 1 giờ và 750 vòng/phút trong 1 giờ, (c) tốc độ khuấy 1500 vòng/phút trong 2 giờ 90 Hình 3.29 Phổ phân tích EDS lớp mạ NiP-Al2O3 0,5 µm hàm lượng hạt 2 91 g/l. a, tốc độ khuấy 750 vòng/phút, b tốc độ khuấy 1500 vòng/phút. Hình 3.30 Ảnh lớp mạ NiP-Al2O3 0,5 µm phụ thuộc vào vị trí treo trong bể 91 mạ. a là lớp mạ phía trước. b là lớp mạ phía sau, chiều mũi tên là hướng dòng chảy. Hình 3.31 Phổ XRD. (a) lớp mạ NiP; (b) lớp mạ compozit NiP với Al2O3 92 15g/l. Hình 3.32 Kết quả đo đường cong phân cực các mẫu mạ hóa học compozit 93 NiP-Al2O3 Hình 3.33 Phổ Nyquist của lớp mạ NiP và các lớp mạ NiP compozit 94 Hình 3.34 Mạch tương đương của lớp mạ NiP và lớp mạ NiP compozit: Rs 94 là điện trở dung dịch, Cdl là điện dung lớp phủ, Rct là điện trở của lớp phủ. Hình 3.35 Phổ kết quả đo Coulometric 96 Hình 3.36 Mẫu chuẩn lớp mạ EN sử dụng đo chiều dày lớp mạ 97 Hình 3.37 Mẫu chuẩn lớp mạ EN-Al2O3 10 g/l sử dụng đo chiều dày lớp 98 mạ Hình 3.38 Ảnh hưởng của các yếu tố đầu vào dẫn đến kết quả đầu ra trong 100 quá trình mạ compozit 6 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) MỞ ĐẦU Mạ hoá học NiP lần đầu tiên được nghiên cứu bởi Brenner và Riddell vào những năm 1940. Vào thời kỳ đầu, dung dịch mạ này rất dễ bị phân huỷ và hình thức lớp mạ xấu, do vậy không thể dùng vào mục đích bảo vệ hoặc trang trí được. Tuy nhiên không lâu sau đó, với sự đầu tư nghiên cứu, lớp mạ này không ngừng được cải tiến như: tốc độ mạ tăng, dung dịch ổn định, lớp mạ có độ cứng cao, chống mài mòn, chống ăn mòn… Cho tới nay lớp mạ hóa học NiP được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau như mạ cho các trục máy in, trên các chi tiết của bộ chế hoà khí trong động cơ, mạ trên các trục, cánh máy nén, đầu piston trong lĩnh vực vũ trụ; mạ ở các kíp nổ và nòng súng trong lĩnh vực quân sự… Mặc dù lớp mạ hoá học NiP có nhiều ưu điểm, song để đáp ứng tính năng kỹ thuật ngày càng cao đòi hỏi lớp mạ cần phải được cải thiện thêm. Mạ compozit chính là một trong những biện pháp hữu hiệu để cải thiện tính chất lớp mạ. Trong quá trình mạ compozit, các hạt trơ được đưa vào trong dung dịch mạ và các hạt trơ này sẽ được đồng kết tủa vào trong lớp mạ NiP. Lớp mạ compozit thu được với pha phân tán là các hạt trơ và pha liên tục là hợp kim NiP sẽ kết hợp được ưu điểm của cả hai loại vật liệu nói trên. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi cho vào lớp mạ NiP các hạt có độ cứng cao (như kim cương, SiC) sẽ làm tăng độ cứng và tăng khả năng chịu mài mòn cho lớp mạ. Khi pha thêm hạt BN sẽ có tác dụng tăng cường tính bôi trơn và tính chống bám dính cho lớp mạ… Do tính mới và có khả năng ứng dụng cao mà lớp mạ hoá học NiP compozit hiện đang thu hút được rất nhiều sự quan tâm nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới. Hiện nay sản phẩm của mạ NiP compozit hóa học cũng đã được thương mại hóa trên thị trường thế giới, nhưng ở trong nước mạ hoá học NiP compozit chỉ ở mức độ nghiên cứu rất nhỏ lẻ. Hơn nữa, quá trình chế tạo lớp mạ compozit là khá phức tạp, đòi hỏi cần phải có những nghiên cứu toàn diện, có tính hệ thống để có thể đạt được kết quả như mong muốn. Với mục đích nghiên cứu, ứng dụng lớp mạ NiP compozit ở Việt Nam qua đó để phát triển sâu thêm lý thuyết về quá trình hình thành lớp mạ, tác giả đã lựa chọn đề tài "Nghiên cứu công nghệ mạ hoá học tạo lớp phủ compozit hệ Ni/hạt phân tán ( Al2O3 , PTFE )".. 7 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Mục đích của luận án - Nghiên cứu quá trình hình thành, ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ chất khử NaH2PO2 tới cấu trúc và tính chất lớp mạ NiP để từ đó lựa chọn chế độ tạo compozit NiP/hạt phân tán (Al2O3, PTFE). - Nghiên cứu sự ảnh hưởng của nồng độ NaH2PO2, chất hoạt động, hàm lượng hạt PTFE trong dung dịch tới quá quá trình mạ hoá học NiP-PTFE. - Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng hạt Al2O3 trong dung dịch, chế độ khuấy trộn tới quá trình mạ hoá học NiP-Al2O3. - Đưa ra mô hình lý thuyết nhằm giải thích kết quả và làm rõ các quá trình xảy ra. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Tạo lớp phủ NiP, NiP-PTFE, NiP-Al2O3 bằng phương pháp mạ hoá học. - Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ chất khử NaH2PO2 tới tốc độ mạ, cấu trúc và tính chất lớp mạ NiP. - Nghiên cứu tạo lớp mạ hoá học compozit NiP-PTFE, ảnh hưởng của nồng độ NaH2PO2, chất hoạt động, hàm lượng hạt PTFE trong dung dịch tới quá trình hình thành lớp mạ. - Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng hạt Al2O3 trong dung dịch, chế độ khuấy trộn tới quá trình mạ hoá học NiP-Al2O3. - Nghiên cứu tính chất các vật liệu NiP, NiP-PTFE, NiP-Al2O3 đã tạo được. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn và đóng góp mới của luận án - Luận án đưa ra mô hình giải thích kết quả, mô hình giúp cho việc hiểu rõ quá trình hình thành lớp mạ hoá học compozit. - Luận án khảo sát nhiều thông số công nghệ như nhiệt độ, nồng độ chất khử, loại chất hoạt động, nồng độ chất hoạt động, nồng độ hạt phân tán, chế độ khuấy trộn để từ đó xác định được thông số cần thiết cho việc tạo lớp mạ hoá học cũng như lớp mạ hoá học compozit. - Luận án kiểm tra đo đạc để xác định tính chống ăn mòn, chống mài mòn, khả năng chống bám dính, độ cứng của lớp phủ đã tạo ra từ đó xác định được các thông số thích hợp để tạo lớp mạ có tính năng như mong muốn đồng thời xác định được phạm vi ứng dụng của lớp phủ. - Quá trình khảo sát, kiểm tra đo đạc được tiến hành sát với điều kiện ở Việt Nam cho nên rất thuận lợi cho việc triển khai ứng dụng. 8 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) CHƢƠNG 1– TỔNG QUAN 1.1 MẠ HÓA HỌC NiP 1.1.1 Phản ứng mạ hoá học NiP Mạ hóa học thực chất là quá trình kết tủa lớp kim loại hay hợp kim lên bề mặt vật rắn nhờ các phản ứng hóa học mà không cần đến dòng điện ngoài. Vì vậy mạ hóa học còn được gọi là mạ không điện (electroless plating). Trong ba quá trình mạ hóa học khác nhau (mạ tiếp xúc, nội điện phân, tự xúc tác) thì mạ hóa học NiP được xếp vào loại mạ tự xúc tác nghĩa là kim loại Ni sau khi được sinh ra sẽ đóng vai trò xúc tác cho quá trình mạ tiếp tục diễn ra. Các phản ứng xảy ra trong quá trình mạ hóa học NiP bao gồm các phản ứng chính và phản ứng phụ sau:  Phản ứng chính Phản ứng khử:  NiLm   ( n  2)  Ni 2  mL n Ni2+ + 2e → Ni↓ (1.1) Phản ứng oxi hóa: H2PO2- + H2O  H2PO3- + 2H+ + 2e (1.2) Phản ứng tổng: Ni2+ + H2PO2- + H2O = Ni↓ + H2PO3- + 2H+ (1.3)  Phản ứng phụ 2H+ + 2e  H2↑ H2PO2- + 2H+ + e 2+ - Ni + 2OH  (1.4)  P↓ + 2H2O (1.5) Ni(OH)2 (1.6) Ni2+ + 2H2PO3-  Ni(H2PO3)2 (1.7) Các tài liệu [20, 27] cùng thống nhất động học quá trình mạ chia thành 5 giai đoạn (hình 1.1): (i) Khuếch tán Ni2+, H2PO2- tới bề mặt mạ (ii) Hấp phụ Ni2+, H2PO2- lên bề mặt mạ (iii) Phản ứng xảy ra trên bề mặt mạ (iv) Giải hấp phụ một số sản phẩm sau phản ứng ra khỏi bề mặt mạ (v) Khuếch tán các sản phẩm sau phản ứng ra xa bề mặt mạ 9 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hình 1.1 Hình mô tả các giai đoạn của quá trình động học [27] Tốc độ mạ hoá học NiP được tính theo công thức [20]: v E dNi  K .[H 2 PO2 ] .[Ni 2 ] .[L] .[H  ] .[H 2 PO32 ] .exp  ( a ) dt RT (1.8) Trong đó K là hằng số, [L] là nồng độ chất tạo phức.  ,  ,  ,  ,  , là bậc phản ứng. Ea là năng lượng hoạt hoá của phản ứng. Bậc phản ứng của Ni2+, H2PO2- có giá trị dương và của H+ có giá trị âm (Bậc phản ứng của H+ thường có giá trị - 0,4 ). Ở đây bậc phản ứng chỉ đúng trong giới hạn nồng độ các chất nhất định. Ví dụ đối với nồng độ Ni2+ khi tăng thì tốc độ mạ tăng khi đạt tới một giá trị nhất định (5 g/l) thì tốc độ phản ứng rất ít thay đổi [20] điều này cũng thấy khi tăng nồng độ H2PO2- quá 0,25 mol/l [10]. 1.1.2 Quá trình kết tinh tạo màng NiP Hiện có nhiều giả thuyết khác nhau về cơ chế kết tinh của lớp mạ nhưng chỉ có hai giả thuyết được nhiều người công nhận nhất đó là cơ chế của nhóm tác giả Milan Paunovic và Mordechay Schlesinger [52] và nhóm tác giả Tanabe và Watanabe [76]. *Cơ chế của Milan Paunovic và Mordechay Schlesinger Theo nhóm tác giả này cơ chế mạ hoá học NiP có thể chia làm hai giai đoạn: Giai đoạn một: được đặc trưng bởi 3 quá trình đồng thời là tạo mầm, phát triển mầm, liên kết các mầm. Ở giai đoạn đầu của quá trình mạ hoá học mật độ của mầm sẽ tăng gần như tuyến tính theo thời gian. Trong giai đoạn này quá trình tạo mầm giữ vai trò khống chế tốc độ, sau đó mật độ mầm sẽ đạt đến giá trị cực đại rồi lại giảm theo thời gian. Khi mật độ mầm giảm theo thời gian thì quá trình liên kết giữa các mầm lại giữ vai trò khống chế. 10 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Giai đoạn hai: xảy ra bước phát triển mầm theo chiều thẳng đứng, hạn chế sự phát triển của hạt theo chiều ngang, vì các hạt phát triển đến vị trí lân cận và hình thành liên kết hạt (khi liên kết này hình thành thì hạt không phát triển theo chiều ngang nữa mà chỉ có thể phát triển theo chiều thẳng đứng), kết thúc sự phát triển của hạt ban đầu, hình thành tâm xúc tác cho các hạt mới. * Cơ chế của Tanabe và Watanabe Hình 1.2 Sơ đồ mô tả cơ chế kết tinh mạ hoá học: (a) sự hình thành lớp mạ, (b) sự hình thành lớp mạ qua mặt cắt ngang, (c) sự hình thành lớp mạ qua hình chiếu đứng [76] Cơ chế hình thành màng do Tanabe và Watanabe đưa ra được mô tả trên hình 1.2. Ban đầu phản ứng sẽ tạo trên bề mặt nền một lớp mạ mỏng (lớp thứ nhất). Đường biên của lớp này được hoạt hoá cao do có sự chuyển động mạnh của dung dịch và toả nhiệt, hơn nữa lại được ưu tiên về vị trí. Do vậy đường biên sẽ ưu tiên phát triển. Khi chiều dày của lớp mạ đạt đến một độ dày nhất định thì lớp dung dịch trên lớp mạ này bị kiệt ion kim loại và lớp mạ không thể phát triển được nữa. Tiếp theo, lớp dung dịch nghèo ion kim loại bị thay thế bằng lớp dung dịch có nồng độ ion kim loại cao (có thể do sự khuấy trộn), khi lớp dung dịch này tiếp cận với lớp mạ thứ nhất sẽ tạo điều kiện hình thành lớp mạ thứ hai. Quá trình tiếp tục phát triển như vậy cho đến khi hình thành lớp thứ ba, thứ tư… 11 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) Hình 1.3 Ảnh TEM mô phỏng sự phát triển của lớp mạ hoá học Ni, các ký hiệu 0, 1, 2, 3 là số thứ tự các lớp mạ: (a) Lớp mạ có hai lớp, (b) Lớp mạ có 3 lớp [76]. 1.1.3 Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình mạ hóa học NiP  Ảnh hưởng của nhiệt độ Nhiệt độ ảnh hưởng đáng kể tới tốc độ mạ. Khảo sát cho thấy khi tăng nhiệt độ từ 90 oC lên 100 oC thì tốc độ mạ tăng đến 52,5 %. Ở nhiệt độ cao dung dịch phản ứng đồng nhất hơn do đối lưu dung dịch mạnh hơn, tuy nhiên ở nhiệt độ cao như vậy dung dịch mạ rất dễ bị phân huỷ.  Ảnh hưởng của pH Khi thay đổi pH sẽ gây ảnh hưởng tới một loạt các yếu tố trong quá trình mạ khác. Cụ thể là khi pH giảm sẽ làm giảm tốc độ mạ, tăng độ hoà tan của muối photphit, tăng hàm lượng P trong lớp mạ, tăng sự kết dính của lớp mạ với nền thép. Khi tăng pH sẽ tăng tốc độ 12 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) mạ, dung dịch dễ bị phân huỷ, giảm độ hoà tan của muối photphit, giảm hàm lượng P có trong lớp mạ, giảm sự kết dính lớp mạ với nền thép.  Ảnh hưởng của chất tạo phức, chất đệm Chất tạo phức có tác dụng giữ ổn định nồng độ ion kim loại tự do, hạn chế sự kết tủa của muối photphit, muối niken, làm thay đổi tốc độ phản ứng. Nếu phức bền tốc độ mạ chậm, nếu phức yếu dung dịch mạ dễ bị phân huỷ. Chất tạo phức cũng ảnh hưởng nhất định đến độ xốp, hàm lượng P cũng như ứng suất của lớp mạ. Chất đệm có tác dụng duy trì pH tối ưu cho dung dịch mạ.  Ảnh hưởng của nồng độ ion kim loại mạ và nồng độ chất khử Nồng độ của kim loại và chất khử ảnh hưởng tới tốc độ mạ, thành phần lớp mạ và độ bền vững của dung dịch. Thực nghiệm cho thấy rằng khi dung dịch có hàm lượng ion kim loại cao thì dung dịch dễ bị phân huỷ, quá trình khử ion kim loại sẽ chiếm ưu thế cho nên hàm lượng kim loại trong lớp mạ sẽ tăng lên. Nếu có quá trình khử phụ thì khi tăng hàm lượng chất khử sẽ làm tăng quá trình khử phụ. Đối với mạ hoá học Niken sử dụng chất khử là Natri Hypophotphit thì khi tăng hàm lượng chất khử thì hàm lượng Phốt pho trong lớp mạ tăng lên.  Ảnh hưởng của khuấy trộn Khuấy trộn có tác dụng làm đồng đều nồng độ các ion có trong dung dịch, tránh được hiện tượng đọng khí trên bề mặt mà đây chính là nguyên nhân làm cho lớp phủ bị rỗ, tốc độ mạ chậm. Vì vậy khuấy trộn có tác dụng làm giảm được hiện tượng rỗ bề mặt lớp mạ, làm tăng tốc độ mạ. Ngoài ra khuấy trộn còn giúp tránh được hiện tượng kết tinh cục bộ trên bề mặt làm nhám lớp mạ.  Ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt Nhìn chung chất hoạt động bề mặt đa phần có thể làm tăng tốc độ phản ứng mạ hóa học NiP. Nghiên cứu của tác giả Khin Myo Latt cho thấy khi sử dụng chất hoạt động cation CTAB nồng độ 3 ppm thì tốc độ phản ứng mạ NiP là 12,5 µm/h. Sử dụng chất hoạt động anion Đođexyl natri sulfat (SDS) với nồng độ 5 ppm sẽ cho tốc độ mạ khoảng 11,9 µm/h. Trong khi đó khi không có chất hoạt động tốc độ mạ NiP là 11,2 µm/h. Khi sử dụng chất hoạt động SDS (5 ppm ) và CTAB (5 ppm) thì độ nhám của bề mặt lớp mạ NiP đều lần lượt giảm từ 8,91 nm xuống 3,78 nm và 1,47 nm [43]. Nguyên nhân có thể là do chất 13 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) hoạt động làm tăng tính thấm ướt của bề mặt. Điều này khiến cho tương tác giữa bề mặt mạ với bọt khí H2 được sinh ra trong quá trình mạ giảm, đồng thời làm tăng sự tương tác giữa dung dịch với bọt khí. Do đó bọt khí cũng dễ thoát khỏi bề mặt mạ nên làm cho tốc độ mạ tăng lên. 1.1.4 Cấu trúc và tính chất lớp mạ  Cấu trúc Cấu trúc lớp mạ NiP thay đổi từ bán vô định hình sang vô định hình hoàn toàn tùy thuộc vào hàm lượng P có trong thành phần hợp kim. Theo giản đồ pha của hợp kim NiP ( hình 1.4 ) thì NiP có cấu trúc vô định hình hoàn toàn trong khoảng thành phần P từ 18-32 %. Ở hàm lượng P nhỏ hơn 18% có thể xuất hiện pha tinh thể Ni trong lòng pha vô định hình. Theo một số tài liệu nghiên cứu của tác giả Glenn O Mallory và đồng sự [20], ASM International [75], Watanabe [76]... cấu trúc của lớp mạ NiP cũng chịu ảnh hưởng của xử lý nhiệt sau mạ. Khi được gia nhiệt ở nhiệt độ khoảng từ 220-260 oC thì thành phần pha của lớp mạ bắt đầu thay đổi. Ban đầu sẽ hình thành pha Ni3P. Nếu tiếp tục gia nhiệt đến 320 oC thì cấu trúc tinh thể lớp mạ bắt đầu hình thành và tính chất vô định hình của lớp mạ dần dần biến mất. Những lớp mạ chuyên dụng của NiP (mạ trục máy in, linh kiện ốc, van, đường ống) thường là có cấu trúc vô định hình do lớp mạ đồng nhất và sít đặc. Các thành phần của pha trong lớp mạ có thể được nhìn nhận qua giản đồ pha hình 1.4. Hình 1.4 (a) Giản đồ pha của hợp kim NiP, (b) Cấu trúc pha của lớp mạ hóa học NiP [1]. 14 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE)  Tính chất lớp mạ - Độ cứng: độ cứng của lớp mạ NiP hoá học thông thường dao động trong khoảng 500600 HV100 và lưu giữ được độ cứng ở nhiệt độ cao. Độ cứng của lớp mạ thay đổi tuỳ thuộc vào nhiệt độ xử lý và thời gian xử lý nhiệt, có thể điều chỉnh chế độ gia nhiệt để đạt độ cứng 1000 HV. - Khả năng chịu mài mòn: lớp mạ NiP hoá học có khả năng chịu mài mòn cao. Có thể đánh giá khả năng chịu mài mòn của lớp mạ này thông qua việc so sánh khả năng chịu mài mòn của nó với lớp mạ Crom cứng và lớp mạ điện Ni. Bảng 1.1 là một ví dụ khi so sánh khả năng chịu mài mòn giữa các lớp mạ NiP với lớp mạ điện Ni, lớp mạ Crom cứng. Bảng 1.1 Khả năng chịu mài mòn của một số lớp phủ [75] Nhiệt độ xử lý trong 1 h (oC) Tốc độ mài mòn mg/1000 vòng Mạ điện Ni - 25 Mạ hóa học NiP(b) - 17 Mạ hóa học NiP(b) 300 10 Mạ hóa học NiP(b) 500 6 - 2 Lớp mạ Mạ Crom cứng (b) là lớp mạ hoá học Ni dùng chất khử là Hypophotphit và hàm lượng P trong lớp phủ khoảng 9 %. - Khả năng chống ăn mòn: do lớp phủ NiP có độ xốp thấp đồng thời khi để ngoài không khí lớp trên cùng NiP bị oxy hoá tạo thành một lớp màng oxyt mỏng. Lớp màng này có tính thụ động nên lớp mạ NiP có khả năng chịu ăn mòn cao, bền trong nhiều loại dung dịch và trong nhiều điều kiện môi trường khí hậu khác nhau. Nếu đem xử lý nhiệt ở 220 oC thì những hạt Ni3P được hình thành và tính chất chống ăn mòn của lớp phủ sẽ giảm đi. Nguyên nhân là do sự hình thành những vi pin ăn mòn hoặc do sự phá vỡ cấu trúc lớp mạ (nhiệt có thể làm co và làm nứt lớp mạ), do vậy cũng làm tăng nguy cơ bị ăn mòn. 15 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) - Ảnh hưởng của thành phần P trong lớp mạ tới tính chất lớp mạ: thành phần P trong lớp mạ ảnh hưởng đáng kể tới tính chất của lớp mạ, thành phần này làm thay đổi cấu trúc lớp mạ, khả năng chịu mài mòn, khả năng chống ăn mòn của lớp mạ…Bảng 1.2 tóm tắt một số tính chất lớp mạ hoá học NiP với thành phần P khác nhau. Bảng 1.2 Tóm tắt tính chất lớp mạ hoá học NiP [63, 75] NiP Tính chất 3-4 % P 6-9% P 11-12 % P Tinh thể Bán vô định hình Vô định hình Khối lượng riêng, g/cm3 8,6 8,1 7,8 Nhiệt độ nóng chảy, 0C 1275 1000 880 Hệ số dẫn nhiệt, W/cm.K 0,6 0,05 0,08 Giới hạn kéo dài, % 0,7 0,7 1,5 Độ cứng lớp mạ, HV100 700 600 530 Tốc độ mài mòn Taber, mg/ 1000 vòng 11 16 19 Tốc độ mài mòn Taber, mg/ 1000 vòng có xử lý nhiệt 9 12 12 Bảo vệ ăn mòn, phun mù muối, h a 24 96 1000 Cấu trúc a – kiểm tra theo tiêu chuẩn ASTM B117 16 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) 1.2 MẠ HÓA HỌC COMPOZIT 1.2.1 Giới thiệu chung Mạ hóa học compozit là quá trình đồng kết tủa các hạt vào trong lớp mạ. Lớp mạ này là vật liệu compozit với pha liên tục là kim loại và pha phân tán là các hạt rắn nhỏ. Các hạt phân tán này có thể là kim loại tinh khiết, hạt ceramic, các chất hữu cơ với kích thước các hạt dao động trong khoảng 5 nm-100 µm. Nồng độ các hạt dao động trong khoảng từ 2-200 g/l và lớp mạ thường chứa từ 1-10 % thể tích các hạt. Một số lớp mạ được tạo ra trong điều kiện đặc biệt có thể chứa tới 50 % thể tích hạt. Lớp mạ hoá học compozit đầu tiên được chế tạo vào năm 1966. Từ năm 70 của thế kỷ 20 tại Mỹ, Nhật, Đức đã nghiên cứu và đưa lớp mạ này vào ứng dụng trong công nghiệp. Cuối những năm 80 ứng dụng lớp mạ này tăng rất nhanh trong đó lớp mạ NiP-PTFE tăng tới 30 % trong một năm và nó trở thành khuynh hướng phát triển chủ yếu. Lớp mạ hoá học compozit có nhiều tính năng khác nhau như tính tự bôi trơn, chịu mài mòn, tính dẫn điện, từ tính. Lớp mạ hoá học compozit ứng dụng thường có hệ số ma sát thấp, chịu mài mòn, bền ở nhiệt độ cao, chống oxi hoá. Cùng với sự phát triển của công nghệ nano, lớp mạ hoá học compozit với kích thước hạt nano cũng được quan tâm nghiên cứu. Lớp mạ này có tính chất chống mài mòn ở nhiệt độ cao, chống ăn mòn tốt. Ưu điểm của lớp mạ compozit là tạo ra vật liệu compozit có sự phân bố hạt đồng đều, giảm chi phí so với công nghệ nhúng hoặc phun phủ, quá trình chế tạo không cần phải thực hiện ở nhiệt độ hay áp suất cao nên thiết bị đơn giản chi phí vận hành thấp [79]. Quá trình chế tạo lớp phủ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tính trơ xúc tác của hạt, kích thước hạt, thành phần dung dịch, chất hoạt động, tốc độ phản ứng, khả năng kết hợp giữa chất nền và hạt… Các lớp mạ compozit thường chứa hạt phân tán có kích thước 0,1 ÷ 10 μm, hàm lượng có thể đạt tới 40% thể tích lớp mạ. Tỷ lệ các hạt đồng kết tủa vào trong lớp phủ hoá học có thể được điều chỉnh đến một tỷ số thích hợp. Tuy nhiên, phần lớn trong thực tế đối với sản phẩm thương mại, phần trăm thể tích các hạt đồng kết tủa thường dao động từ 18 đến 25%. Lớp mạ compozit ứng dụng nhiều trong thực tiễn với nhiều lĩnh vực khác nhau như ô tô, hàng không, vũ trụ, điện tử... Cụ thể mạ compozit có hạt Al2O3, SiO2, SiC sẽ tăng độ cứng cho lớp mạ nên có thể dùng thay thế lớp mạ Crom để giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Lớp mạ NiP-SiC được sử dụng ở vòng piston, lớp lót xilanh, các dụng cụ mài, trục khuỷu, khuôn, van áp lực, các bộ phận của máy dệt, thiết bị y tế. Lớp mạ NiP-Al2O3 được sử dụng 17 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) trong các máy chính xác, thiết bị dệt may, công nghiệp ôtô, máy tính. Lớp mạ NiP-Cr3C2 được dùng để xử lý bề mặt khuôn. NiP-TiN dùng mạ lên các chi tiết để chịu được nhiệt độ cao. Lớp mạ NiP-Si3N4 được sử dụng ở vòng piston và các bộ phận của động cơ diesel, piston, các bộ phận chính xác của nhạc cụ, chi tiết bị mòn. NiP-MoS2 được sử dụng cho các bộ phận vệ tinh, thiết bị từ, hệ thống thủy lực, hệ thống công nghiệp hạt nhân. NiP-BN được sử dụng ở bề mặt có ma sát cao. Lớp mạ NiP-PTFE dùng trong thiết bị chống đóng cặn, tăng khả năng chịu mài mòn, sử dụng trong các khuôn đúc nhựa và cao su, mạ trên các chi tiết của van và bơm, các rãnh ren, trên các đĩa cần tránh trầy xước do hạt cứng hay trong những thiết bị không được phép bôi trơn bằng dầu như máy thực phẩm, thiết bị chân không, một số được ứng dụng trong đồ dùng nhà bếp để chống thấm nước. Lớp mạ NiPCaF2 sử dụng cho các tuabin hơi lớn để chống oxi hoá, chống mài mòn và tăng khả năng tự bôi trơn. Lớp mạ NiP-kim cương sử dụng trong các dụng cụ cắt gọt, bộ phận phanh, hộp số, bộ ly hợp ma sát…Tỷ lệ phần trăm ứng dụng của lớp mạ NiP compozit được thể hiện trên hình 1.5 [79] 30% Lớp mạ cứng 45% Lớp mạ chịu ma sát Lớp mạ chức năng 25% Hình 1.5 Tỷ lệ phần trăm ứng dụng của lớp mạ NiP compozit trên thế giới [79] 18 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) 1.2.2 Các yếu tố ảnh hƣởng tới quá trình hình thành lớp mạ compozit 1.2.2.1 Ảnh hưởng của tính chất hạt phân tán a) Ảnh hưởng của tính kỵ nước và không kỵ nước của hạt Thông thường các hạt ưa nước ít bị kết tụ và ít gây khuyết tật lớp mạ hơn. Trong khi đó những hạt kỵ nước thường dễ bị kết tụ và dễ gây các khuyết tật trong lớp mạ. Trong những trường hợp này xử lý bề mặt hạt là điều cần thiết để tránh hiện tượng kết tụ và giảm khuyết tật lớp mạ. Ví dụ như lớp mạ hoá học NiP có hạt phân tán kỵ nước Bo Nitrua (BN) (hình 1.6). Khi hạt BN không được xử lý, trong lớp mạ compozit các hạt BN kết tụ lại, phân tán không đều. (a) (b) Hình 1.6 Lớp mạ hoá học NiP có hạt phân tán kỵ nước BN a, hạt không được xử lý bề mặt; b,hạt có xử lý bề mặt [8] b) Ảnh hưởng của khối lượng riêng hạt Qua các nghiên cứu cho thấy khi lớp mạ chứa nhiều loại hạt phân tán có khối lượng riêng khác nhau thì lớp mạ dễ bị phân lớp [8, 72]. Vì vậy, mỗi loại hạt có khối lượng riêng khác nhau đều cần một tốc độ khuấy thích hợp để hạt có thể đồng kết tủa vào lớp mạ. c) Ảnh hưởng của kích thước hạt Các nghiên cứu cũng cho thấy kích thước hạt ảnh hưởng tới hàm lượng hạt trong màng. Hạt càng lớn độ nhám của lớp mạ càng tăng và khó giữ cho hạt ở trạng thái huyền phù, đồng thời hạt cũng khó đi vào lớp mạ hơn. Tùy từng hệ phân tán cụ thể mà hệ mạ có nhiều kích thước hạt khác nhau sẽ có giới hạn kích thước hạt nhất định, vượt quá kích thước tới hạn thì sẽ khó có thể kết tủa vào lớp mạ [4, 67]. Trong trường hợp hạt có kích thước nhỏ quá dễ gây ra hiện tượng tự kết tụ. 19 Hà Mạnh Chiến Nghiên cứu công nghệ mạ hóa học tạo lớp phủ compozit Ni/hạt phân tán (Al2O3, PTFE) 1.2.2.2 Ảnh hưởng của thành phần dung dịch a) Ảnh hưởng của pH dung dịch pH trong dung dịch tăng thường làm tốc độ mạ tăng. Mặt khác pH có thể làm thay đổi sự tích điện của các hạt phân tán, qua đó cũng ảnh hưởng tới sự đồng kết tủa của hạt vào trong lớp mạ. Một số nghiên cứu cho thấy khi tăng pH thì hàm lượng hạt trong lớp mạ giảm [9, 62]. Tuy nhiên, một số báo cáo khác lại cho thấy khi tăng pH hàm lượng hạt phân tán trong lớp mạ lại tăng [81]. Một số nghiên cứu lại cho thấy khi tăng pH thì hàm lượng hạt thay đổi với quy luật hàm lượng hạt phân tán trong lớp mạ tăng dần đạt đến giá trị cực đại sau đó giảm xuống [14]. b) Ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt Chất hoạt động bề mặt có tác dụng là tránh sự kết tụ các hạt, giúp các hạt phân bố đồng đều trong lớp mạ. Kết quả là có thể tăng cường thêm sự kết tủa của hạt vào trong lớp mạ. Nguyên nhân là do các chất hoạt động bề mặt đã làm tăng độ thấm ướt cho các hạt, tích điện cho hạt [59, 69], tuy nhiên khi hạt phân tán ở trạng thái quá ổn định (hạt phân tán không kết tụ với nhau) thì sẽ không có sự đồng kết tủa của hạt phân tán vào lớp mạ [29]. Bên cạnh đó chất hoạt động bề mặt cũng có thể gây bất lợi đối với quá trình mạ hoá học compozit. Nguyên nhân là do chúng bám lên bề mặt lớp mạ làm cho lớp mạ dễ bị bong tróc. Một số trường hợp do trong dung dịch có chất hoạt động bề mặt nên màu lớp mạ có thể không đồng đều. Có thể trên bề mặt có phần sẽ không có lớp mạ phủ lên [72]. c) Ảnh hưởng của nồng độ hạt phân tán có trong dung dịch Ảnh hưởng của nồng độ hạt phân tán trong dung dịch tới hàm lượng hạt phân tán trong lớp mạ thường có quy luật nhất định. Ví dụ đối với lớp mạ hoá học NiP compozit có sử dụng các hạt phân tán là Si3N4, CeO2 và TiO2. Sự ảnh hưởng của nồng độ hạt phân tán trong dung dịch tới hàm lượng hạt phân tán trong lớp mạ được thể hiện trên hình 1.7. Ban đầu khi tăng hàm lượng hạt phân tán trong dung dịch thì hàm lượng hạt phân tán trong lớp mạ tăng và đạt tới giá trị bão hòa, tiếp tục tăng hàm lượng hạt trong dung dịch thì hàm lượng hạt trong lớp mạ lại có xu hướng giảm. 20 Hà Mạnh Chiến