Mechanical characterization of copper coatings electrodeposited onto different substrates with and without ultrasound assistance
Authors
Mladenović, Ivana
Lamovec, Jelena

Jović, Vesna

Obradov, Marko

Vasiljević-Radović, Dana

Nikolić, Nebojša D.

Radojević, Vesna

Article (Published version)
Metadata
Show full item recordAbstract
The mechanical properties of systems consisting of copper coatings
electrodeposited on both brass sheet (BS) and thick electrodeposited nickel
coating (ED Ni) substrates have been investigated. The electrodeposition of
copper coatings was performed with and without the ultrasound assistance. The
ultrasound application decreases root mean square (RMS) roughness of deposited Cu coating on both applied substrates, as obtained from non-contact
AFM measurement. The coating roughness is highly dependent on the substrate roughness, being the smallest for the Cu coatings deposited on ED Ni
substrate with the ultrasound mixing. The hardness and adhesion properties
were characterized using the Vickers microindentation test. Model of Korsunsky was applied to the experimental data for determination the film hardness and the model of Chen-Gao was used for the adhesion evaluation. The
introduction of ultrasonic agitation caused the changes in the film microstructure, and consequently in the ...mechanical properties. The copper coatings on
both substrates, have higher hardness when deposited from electrolyte with
ultrasound agitation. Although the type of the substrate has the major influence
on the adhesion strength, it can be said that Cu electrodeposition with ultrasonic mixing contributes to an increase in adhesion
Испитиванa су механичкa својствa композитних система који се састоје од електрохемијски исталожених превлака бакра на месингу (BS) и дебелим електрохемијски исталоженим превлакама никла на месинганој фолији (ED Ni) као супстратима. Превлаке
бакра на наведеним супстратима су исталожене из електролита без мешања или са
ултразвучним мешањем. Неконтактна микроскопија атомских сила (AFM) је показала
да храпавост, изражена средњом вредношћу квадратног одступања (RMS), исталожених
превлака бакра на обе врсте супстрата опада са применом ултразвучног мешања. Храпавост превлака у највећој мери зависи од храпавости супстрата, при чему су електрохемијски исталожене превлаке бакра са најмањом храпавошћу реализоване на супстратима Ni електрохемијским таложењем из електролита мешаног применом ултразвука.
Механичка својства тврдоће и адхезије превлака су анализирана Викерсовим тестом
утискивања са малим оптерећењима. За израчунавање апсолутне тврдоће превлака
коришћен је модел Korsunsky, док је... за процену адхезије коришћен модел Chen-
-Gao. Примена ултразвучног мешања током процеса електрохемијског таложења бакра
довела је до промена у микроструктури превлака, па самим тим и промена у механичким својствима превлака. Превлаке бакра на оба супстрата имају већу тврдоћу када се
таложе из електролита уз ултразвучно мешање. На адхезију превлаке на подлогама највише утиче тип супстрата, али се може рећи да примена ултразвучног мешања доприноси
побољшању адхезије електрохемијски исталоженог бакра на наведеним супстратима.
Keywords:
coating adhesion / composite hardness / ultrasonic agitation / Cu electrodepositionSource:
Journal of the Serbian Chemical Society, 2019, 84, 7, 729-741Publisher:
- Belgrade : Serbian Chemical Society
Funding / projects:
- Micro- Nanosystems and Sensors for Electric Power and Process Industry and Environmental Protection (RS-32008)
- Predefined functional properties polymer composite materials processes and equipment development (RS-34011)
- Synthesis, processing and applications of nanostructured multifunctional materials with defined properties (RS-45019)
DOI: 10.2298/JSC181003023M
ISSN: 03525139
WoS: 000477776200008
Scopus: 2-s2.0-85071294756
Collections
Institution/Community
IHTMTY - JOUR AU - Mladenović, Ivana AU - Lamovec, Jelena AU - Jović, Vesna AU - Obradov, Marko AU - Vasiljević-Radović, Dana AU - Nikolić, Nebojša D. AU - Radojević, Vesna PY - 2019 UR - https://cer.ihtm.bg.ac.rs/handle/123456789/3221 AB - The mechanical properties of systems consisting of copper coatings electrodeposited on both brass sheet (BS) and thick electrodeposited nickel coating (ED Ni) substrates have been investigated. The electrodeposition of copper coatings was performed with and without the ultrasound assistance. The ultrasound application decreases root mean square (RMS) roughness of deposited Cu coating on both applied substrates, as obtained from non-contact AFM measurement. The coating roughness is highly dependent on the substrate roughness, being the smallest for the Cu coatings deposited on ED Ni substrate with the ultrasound mixing. The hardness and adhesion properties were characterized using the Vickers microindentation test. Model of Korsunsky was applied to the experimental data for determination the film hardness and the model of Chen-Gao was used for the adhesion evaluation. The introduction of ultrasonic agitation caused the changes in the film microstructure, and consequently in the mechanical properties. The copper coatings on both substrates, have higher hardness when deposited from electrolyte with ultrasound agitation. Although the type of the substrate has the major influence on the adhesion strength, it can be said that Cu electrodeposition with ultrasonic mixing contributes to an increase in adhesion AB - Испитиванa су механичкa својствa композитних система који се састоје од електрохемијски исталожених превлака бакра на месингу (BS) и дебелим електрохемијски исталоженим превлакама никла на месинганој фолији (ED Ni) као супстратима. Превлаке бакра на наведеним супстратима су исталожене из електролита без мешања или са ултразвучним мешањем. Неконтактна микроскопија атомских сила (AFM) је показала да храпавост, изражена средњом вредношћу квадратног одступања (RMS), исталожених превлака бакра на обе врсте супстрата опада са применом ултразвучног мешања. Храпавост превлака у највећој мери зависи од храпавости супстрата, при чему су електрохемијски исталожене превлаке бакра са најмањом храпавошћу реализоване на супстратима Ni електрохемијским таложењем из електролита мешаног применом ултразвука. Механичка својства тврдоће и адхезије превлака су анализирана Викерсовим тестом утискивања са малим оптерећењима. За израчунавање апсолутне тврдоће превлака коришћен је модел Korsunsky, док је за процену адхезије коришћен модел Chen- -Gao. Примена ултразвучног мешања током процеса електрохемијског таложења бакра довела је до промена у микроструктури превлака, па самим тим и промена у механичким својствима превлака. Превлаке бакра на оба супстрата имају већу тврдоћу када се таложе из електролита уз ултразвучно мешање. На адхезију превлаке на подлогама највише утиче тип супстрата, али се може рећи да примена ултразвучног мешања доприноси побољшању адхезије електрохемијски исталоженог бакра на наведеним супстратима. PB - Belgrade : Serbian Chemical Society T2 - Journal of the Serbian Chemical Society T1 - Mechanical characterization of copper coatings electrodeposited onto different substrates with and without ultrasound assistance VL - 84 IS - 7 SP - 729 EP - 741 DO - 10.2298/JSC181003023M ER -
@article{ author = "Mladenović, Ivana and Lamovec, Jelena and Jović, Vesna and Obradov, Marko and Vasiljević-Radović, Dana and Nikolić, Nebojša D. and Radojević, Vesna", year = "2019", abstract = "The mechanical properties of systems consisting of copper coatings electrodeposited on both brass sheet (BS) and thick electrodeposited nickel coating (ED Ni) substrates have been investigated. The electrodeposition of copper coatings was performed with and without the ultrasound assistance. The ultrasound application decreases root mean square (RMS) roughness of deposited Cu coating on both applied substrates, as obtained from non-contact AFM measurement. The coating roughness is highly dependent on the substrate roughness, being the smallest for the Cu coatings deposited on ED Ni substrate with the ultrasound mixing. The hardness and adhesion properties were characterized using the Vickers microindentation test. Model of Korsunsky was applied to the experimental data for determination the film hardness and the model of Chen-Gao was used for the adhesion evaluation. The introduction of ultrasonic agitation caused the changes in the film microstructure, and consequently in the mechanical properties. The copper coatings on both substrates, have higher hardness when deposited from electrolyte with ultrasound agitation. Although the type of the substrate has the major influence on the adhesion strength, it can be said that Cu electrodeposition with ultrasonic mixing contributes to an increase in adhesion, Испитиванa су механичкa својствa композитних система који се састоје од електрохемијски исталожених превлака бакра на месингу (BS) и дебелим електрохемијски исталоженим превлакама никла на месинганој фолији (ED Ni) као супстратима. Превлаке бакра на наведеним супстратима су исталожене из електролита без мешања или са ултразвучним мешањем. Неконтактна микроскопија атомских сила (AFM) је показала да храпавост, изражена средњом вредношћу квадратног одступања (RMS), исталожених превлака бакра на обе врсте супстрата опада са применом ултразвучног мешања. Храпавост превлака у највећој мери зависи од храпавости супстрата, при чему су електрохемијски исталожене превлаке бакра са најмањом храпавошћу реализоване на супстратима Ni електрохемијским таложењем из електролита мешаног применом ултразвука. Механичка својства тврдоће и адхезије превлака су анализирана Викерсовим тестом утискивања са малим оптерећењима. За израчунавање апсолутне тврдоће превлака коришћен је модел Korsunsky, док је за процену адхезије коришћен модел Chen- -Gao. Примена ултразвучног мешања током процеса електрохемијског таложења бакра довела је до промена у микроструктури превлака, па самим тим и промена у механичким својствима превлака. Превлаке бакра на оба супстрата имају већу тврдоћу када се таложе из електролита уз ултразвучно мешање. На адхезију превлаке на подлогама највише утиче тип супстрата, али се може рећи да примена ултразвучног мешања доприноси побољшању адхезије електрохемијски исталоженог бакра на наведеним супстратима.", publisher = "Belgrade : Serbian Chemical Society", journal = "Journal of the Serbian Chemical Society", title = "Mechanical characterization of copper coatings electrodeposited onto different substrates with and without ultrasound assistance", volume = "84", number = "7", pages = "729-741", doi = "10.2298/JSC181003023M" }
Mladenović, I., Lamovec, J., Jović, V., Obradov, M., Vasiljević-Radović, D., Nikolić, N. D.,& Radojević, V.. (2019). Mechanical characterization of copper coatings electrodeposited onto different substrates with and without ultrasound assistance. in Journal of the Serbian Chemical Society Belgrade : Serbian Chemical Society., 84(7), 729-741. https://doi.org/10.2298/JSC181003023M
Mladenović I, Lamovec J, Jović V, Obradov M, Vasiljević-Radović D, Nikolić ND, Radojević V. Mechanical characterization of copper coatings electrodeposited onto different substrates with and without ultrasound assistance. in Journal of the Serbian Chemical Society. 2019;84(7):729-741. doi:10.2298/JSC181003023M .
Mladenović, Ivana, Lamovec, Jelena, Jović, Vesna, Obradov, Marko, Vasiljević-Radović, Dana, Nikolić, Nebojša D., Radojević, Vesna, "Mechanical characterization of copper coatings electrodeposited onto different substrates with and without ultrasound assistance" in Journal of the Serbian Chemical Society, 84, no. 7 (2019):729-741, https://doi.org/10.2298/JSC181003023M . .