Vol. 51 (2015), Issue 6, p. 16-22

Synthesis and Characterization of Ni-P Coated Hexagonal Boron Nitride by Electroless Nickel Deposition

Bello K.A., Maleque M.A., Ahmad Z.

Abstract

УДК 539.975(082)

 

Electroless plating has been receiving a steady progress over the last decade on the modification of the surface properties of ceramic materials in order to produce composite coatings with unique characteristics for critical tribological systems. In this work, an electroless nickel deposition process was used to deposit nickel-phosphorous (Ni-P) coating on hexagonal boron nitride (h-BN) particles via hypophosphite-reduced acid bath solution. The substrate particles were initially subjected to series of pretreatment operation in order to ensure that the particles are cleaned and catalytically active prior to electroless plating. The characterization of the as-received and Ni-coated powder was studied through scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive x-ray (EDX) spectroscopy and field emission scanning electron microscopy (FESEM). The result reveals that the pretreatment of h-BN powder provides substrate particle surfaces with coarse and roughened structures which are normally considered suitable for Ni-P deposition. Moreover, the result of the EDX analysis confirms the existence of nucleating agents and Ni-P coating on the surface of the treated h-BN powder. The cross-sectional microstructure of the coated powder shows that the h-BN particles were embedded in a continuous matrix layer of Ni-P deposit. The EDX mapping profiles further indicate that the deposited Ni-P alloy mass was uniformly distributed on the surface of the Ni-P codeposited h-BN particles (Ni-P-h-BN). The successful development of Ni coated h-BN powder will raise the potential of h-BN as a high-performance coating material.

 

Keywords: electroless deposition, h-BN particles, etching, Ni-P layer, surface modification.

 

 

В течение последнего десятилетия наблюдался устойчивый прогресс применения химического осаждения покрытий для решения задач модификации поверхностных свойств керамических материалов с целью получения композиционных покрытий с уникальными характеристиками для критических трибологических систем. В этой работе был использован процесс химического осаждения никеля для нанесения никель-фосфорных (Ni-P) покрытий на частицы гексагонального нитрида бора (г-BN) из кислотного раствора ванны с пониженным содержанием гипофосфита. Частицы субстрата были первоначально подвергнуты ряду операций предварительной обработки для обеспечения очистки частиц и их каталитической активности перед химическим осаждением покрытия. Характеризация частиц порошка в исходном состоянии и с никелевым покрытием проводилась методами сканирующей электронной микроскопии (SEM), рентгеновской энерго-дисперсионной спектроскопии (EDX), автоэмиссионной сканирующей электронной микроскопии (FESEM). Результаты исследования показывают, что предварительная обработка порошка гексагонального нитрида бора обеспечивает получение частиц с поверхностями с грубой и шероховатой структурой, которые, как правило, считаются подходящими для нанесения покрытий Ni-P. Кроме того, EDX анализ подтверждает существование зародышеобразователей и Ni-P покрытия на поверхности обработанного порошка г-BN. Анализ микроструктуры поперечного сечения порошка с покрытием показал, что частицы г-BN были встроены в непрерывный матричный слой осадка Ni-P. Профили распределения элементов по EDX-анализу также показывают, что масса осажденного Ni-P сплава равномерно распределена на поверхности г-BN частиц с соосажденным Ni-P. Успешное развитие процесса получения порошка г-BN с Ni покрытием позволит повысить потенциал применения порошка гексагонального нитрида бора в качестве материала для покрытий высокого качества.

 

Ключевые слова: химическое осаждение, г-BN частицы, травление, Ni-P слой, модификация поверхности.

 

 

Download full-text PDF. 876 downloads

Web-Design Web-Development SEO - eJoom Software. All rights reserved.