Nano Materials

Elektriksiz nikel fosfor kaplamalar, yüksek aşınma direnci, yüksek korozyon direnci, yüksek sertlik ve sağlamlığın yanı sıra iyi yağlama gibi kendilerine has özelliklerinden dolayı birçok endüstriyel uygulamalarda kullanılır. Nano boyutlu partiküllerin bir Ni-P matrisinde bir takviye fazı olarak birleştirilmesiyle, bir elektriksiz takviye işlemi ile işlevsel bir nanometre kompozit kaplama üretilir. Ni-P kaplamanın bu birleştirilmiş özellikleri esas olarak iyileştirilerek kaplama performansına bazı yeni özellikler eklenmiş olur. Örneğin, nano-SiC, WC, Al2O3, TiO2 ve ZnO gibi nano partiküller kaplamalarda sertliği, PTFE, MoS2 ve grafit gibi nanopartiküller yağlamayı artırır. Bu nano partiküllerden PTFE, düşük yüzey enerjisi ve sürtünme katsayısı (yapışmaz yüzeyler veya kuru yağlayıcılar için iyidir), kirlenme önleyici özelliklerinin yanı sıra iyi aşınma ve korozyon direnci gibi özellikleri nedeniyle büyük ilgi uyandırmıştır. Ni-P-PTFE, yapışma önleyici kaplama olarak kullanılabilir. PTFE polimerinin düşük yüzey enerjisi ve aşırı düşük sürtünme katsayısı gibi fiziksel özelliklerinin ana kaynağı bu moleküllerin dış katmanlarında yoğunlaştırılmış flor atomlarıdır. Kaplama matrisinde PTFE'nin kaplanmasıyla hem Ni-P hem de PTFE'nin özellikleri aynı anda kullanılabilir. PTFE polimerinin düşük yüzey enerjisi (18,6 mN/m) sayesinde PTFE mükemmel yapışma önleyici özelliklere sahiptir. Bir Ni-P-PTFE kompozitinin kirlenmenin azaltılmasına yönelik uygulanmasının, ısı eşanjörlerinin yüzeylerinde kireçtaşına benzeyen tortu oluşumu gibi ciddi bir soruna çözüm sağlayabileceği düşünülmektedir. Bu çökeltiler, birçok tipteki üretim ve işleme ekipmanının tasarım ve işletiminin doğasında olan sorunlardan biridir. Bu istenmeyen çökeltiler, ekipmanı iki şekilde etkileyebilir:

• Oluşan çökeltilerin ısıl iletkenliği daha düşük olduğu için ısı transfer direncini artırabilir ve bu nedenle ısı eşanjörü verimliliğini azaltabilir.
• Kanalların kirlenmesi, akışkan yolunun enine kesit alanını azaltır ve sistem genelinde sürtünmenin artmasına ve basınç düşmesine neden olur.

Bu tür çökelti birikimini azaltmaya yönelik yöntemler maliyeti düşürebilir. Bu tür çökeltilerin düşük enerjili yüzeylere iyi tutunamadığını saptadık. Bu nedenle çok sayıda polimerik kaplama kullanılmıştır. Geleneksel polimer kaplamaların düşük termal iletkenlik, aşınma direnci ve substrata iyi tutunamama gibi özellikleri nedeniyle endüstriyel uygulamaları sınırlı kalmaktadır. Ni-P-PTFE kaplama metalik kompozite temelli olduğundan, termal iletkenliği, mekanik mukavemeti ve aşınma direnci özellikleri PTFE kaplamalardan çok daha iyidir ve yüzey enerjisi de düşüktür.