Akımsız Nikel

Amorf özelliğe sahip diğer kaplamalarla aynı özelliğe sahiptir. Yüksek dirençli, kopmaya dayanıklı elastikiyeti (esnemesi) yüksek modüllüdür. Çekme Direnci: Sertleştirilmiş bir çok çelikle eşdeğerdir. Çalıştığı ortamda uzun süre parçanın zarar görmeden çalışmasını sağlar. Nikel tabakasının içinde bulunan fosfor yüzdesine bağlı olarak 700 Mpa (100kpsi)’a kadar dayanıklılık gösterir.

Kopma
Uzama özelliği kompozisyonu ile birlikte değişkenlik gösterir. Kopmaya olan dayanaklılığı bir çok mühendislik malzemesinden daha iyidir. Muhtelif uygulama talepleri için yeterli seviyededir. İnce kaplama yapılmış tabaka kendi etrafında tam bir daire oluşacak şekilde büküldüğünde çatlama ya da kopma meydana gelmez, malzeme ile birlikte süner. Bu nedenle yaylara ve esneyen bütün parçalara başarıyla uygulanır. Çekilerek ya da bükülerek çalışan parçalara uygulanması ise doğru değildir. Çünkü az bir deformasyon tabakanın çatlamasına bu da korozyon ve abrazyon direncinin azalmasına neden olur. Düşük fosfor oranı ya da metalik ya da sülfür içeren ilave katkılar kopmaya olan dayanaklılığını arttırır. Neredeyse sıfır kopma noktasına gelir.

Görünüm
Kaplanan nikel tabakasının görüntüsü banyo formülasyonuna ve alt malzemenin topografisine bağlı olarak değişiklik gösterir. Banyo solüsyonları mattan parlağa doğru ayarlayabilmem mümkündür. Ayna parlaklığında parlatılmış yüzeylerde aynı parlaklıkta kaplama tabakası uygulanabildiği gibi yine polisaj yapılmış , kumlanmış ya da döküm yüzeylerde parlak alınsa da ayna parlaklığına ulaşmak mümkün değildir. Korozyona karşı koruma, mükemmel uzama ve düşük stres , kalın kaplama ve en az çillenme istenildiği durumda mümkün olduğu kadar parlak kaplama talep etmekten kaçınmak gerek.

Nüfuziyet
Nikel tabakasının bir çok alt malzemeyle olan nüfuziyeti mükemmeldir. Katalitik metallerin tümünde başlangıç reaksiyonu oluşur, alt malzeme üzerindeki mikroskobik parçacıklar banyo solüsyonu tarafından temizlenerek kaplandığı için hem mekanik hem de metalik bağ oluşur. Katalitik olmayan ,pasif metallerde (paslanmaz çelik gibi) başlangıç reaksiyonu oluşmaz bu durum nüfuziyeti azaltır.  Çok ince bir tabaka akımlı nikel uygulanarak başlangıç reaksiyonu oluşturulur. Alüminyum da ise nikel tabakası 130-200®C bir ile dört saat arasında fırınlama işlemi uygulanarak tabakadaki hidrojen serbest bırakılır. Tabakanın alt malzemeye difüzyonu sağlanarak bağ kuvveti arttırılır. Mil çeliği ile oluşturduğu bağ kuvveti 30.000-60.000 psi’ dir.

Lehim ve Kaynak Yapılabilmesi
Akımsız nikel tabakası rahatlıkla lehimlenebilir. Özellikle elektronik’te akımsız nikel kaplanmış hafif metallerde(alüminyum gibi) lehim uygulanır. Nikel fosfor alaşımının kaynak edilebilme noktasının çok düşük olması ve içerisindeki fosforun çelik içerisine difuz etmesi ve çeliği kırılgan yapıya dönüştürmesi sebebi ile kaynak edilebilmesi çok zordur. Saflık derecesi yüksek paslanmaz çelik elektrot kullanarak yardımcı gaz verilerek kaynak yapıldığını gösteren başarılı çalışmalar olmuştur. Yüksek nikel destekleyici halkaları borulama sistemi de uygulanmıştır.

Sürtünme Özellikleri
Sürtünme karakteri mükemmeldir. Yağlanmış tabakanın sürtünme katsayısı 0.13’dür. PTFE kompozit kaplamanın ise kuru iken 0.17 yağlanmış durumda iken 0.07’dir. Nikel tabakasında doğal kaydırıcılık sağlar. Parçanın fazla ısınmasını böylelikle engeller. Parçanın çalışma esnasında sürtünme fazla ısınmanın ve sonrasında soğumanın meydana getirdiği aşırı genleşme ve büzülme gibi olumsuz etkenleri kaldırarak daha uzun süre parça bozulmadan çalışmasını sağlar. Bu özelliği nedeniyle plastik enjeksiyon rahatlıkla kullanılır.

Yıpranma ve Aşınma Direnci
Aşınma mekanik olarak yüzeyden malzemenin azalması demektir. Sertleştirilme uygulanmış olsun veya olmasın her iki durumda da yıpranmaya ve aşınmaya karşı direnci mükemmeldir. Laboratuvar test sonuçları göstermiştir ki tam anlamı ile ısıl işlem uygulanmış nikel tabakasının yağlı ya da yağsız haliyle aşınmaya karşı direnci sert krom ile aynıdır. Bu özelliği ile yüksek alaşımlı malzemeler ve sert krom kaplamaya olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Akımsız nikel ile kaplanmış, ısıl işlem uygulanmış V Blokların yağlanarak Faleks aşınma testi uygulanmasından sonra sert krom ile karşılaştırıldığında daha dayanıklı olduğu tespit edilmiştir. Yüksek fosfor içeren nikel tabakaları ise yapışmadan kaynaklanan aşınmalara karşı daha dayanıklıdır.

Sertlik ve Aşınma Direnci
En önemli özelliği sertliğidir. Kaplanan tabakanın mikro sertliği 500-700 HV100’dür. Yaklaşık 45-58 HRC(Rockwell)’e karşılık gelir ki sertleştirilmiş alaşımlı çelikle aynıdır. Kaplama işlemi sonrasında uygulanan ısıl işlemle meydana gelen alaşım tabaka çöktürülerek 1100 HV100 sertliğine ulaşır ki  bu da sert krom kaplama tabakasının sertliği ile aynıdır. Bazı parçaların hassasiyeti ve alt malzemenin özelliği nedeniyle yüksek sıcaklıklardaki ısıl işlemi tolere etmeyebilir. Bu durumda daha düşük uygulanan 340®C’de 4 ile 6 saat ve 290®’de 10 ile 12 saatlik ısıl işlemle 950-1000 HV100 sertliğine ulaşılır. 260®C’de uygulanan ısıl işlemle daha düşük sertlik elde edilir. 230®C ve daha düşük sıcaklıklarda uygulanması durumunda ise sertlikte çok az artış elde edilir. Düşük sıcaklıklarda sertleştirilme işlemi en az uygulanan durumlardır. 180-200®C’de ki 2 ile 4 saat ısıl işlem ise daha çok alt malzemeyle olan bağ kuvvetini gidermek amacı ile yapılır. En mükemmel sertlik ise 400®C’lik ısıl işlemle elde edilir ki sert krom sertliği ile eşdeğer hatta bazen de daha sert tabaka elde etmek mümkündür.

Kompozit Kaplanabilme Özelliği
PTFE ,silis karbür ve elmas ile birlikte kaplanabilme özelliği bulunur. Sonuçta kompozit nikel tabakası elde edilir ki abrazyon direnci mükemmeldir.

Kaplanan Nikel Tabakasının Homojenliği
Homojen ve eşit kalınlıkta kaplama yapılabilmesi, kaplama sonrası yapılması gerekli bazı mekanik işlemlere olan ihtiyacı ortadan kaldırarak performansını en üst düzeye taşır. Elektro kaplamalarda ise kaplama kalınlığı parçanın konfügrasyonuna , geometrisine ve anot’a olan mesafesine bağlı olarak değişkenlik gösterir. Akımsız nikel ile kaplanan bir parçanın banyo kimyasal solüsyonu ile temas eden her tarafında aynı olup , proses süresince istenilen kalınlıkta tutabilme kontrolünü sağlar. Parçanın bünyesinde şekil itibariyle bulunan tepe ve çukur bölgeler, kör delikler ince uzun tüp-tünel boşluklarında bütün dar ve zor bölgelerde de tıpkı parçanın dış yüzeylerinde olduğu gibi aynı kalınlıkta nikel kaplaması yapmak mümkündür.

Ergime Noktası
Geniş ergime aralığına sahip ötektik alaşımdır. Saf bileşiklerinde aksine tam bir ergime noktasına sahip değildir. Ergime aralığı ,içerisinde bulunan fosfor oranına bağlı olarak değişim gösterir. Fosfor oranı düştükçe ergime aralığıda genişler.

Kaplama Kalınlığı
İstenilen kalınlıkta hassas ve homojen kaplama yapmam mümkündür. Yaygın olarak kullanılan kalınlık 8 ile 13 mikrondur. Artı-eksi ortalama 2.5 mikron toleransı vardır. Oldukça yüksek korozif çalışma şartları için 25-75 mikron arası tercih edilir. 75 mikron üstü ise genellikle parça kurtarmak için tercih edilir. Kaplama kalınlığı arttıkça yüzey pürüzlülüğü artar.

Tabaka Yapısı
Camsı mekanik doku özelliğine sahip çok az sayıda bulunan birkaç mühendislik malzemesinden biridir. Homojendir ve yapısında mikro boşluk bulunmaz. İçinde mikro boşluklar bulunan yapıya çevrilebilir. Bu forma metalik cam adı verilir. Banyo kimyasal formülasyonuna bağlı olarak değişebilen fosfor kompozisyonu değiştikçe değişen kaplama hızı tabakanın içeriği ve stres seviyesi kaplanan nikel tabakasının da yapısını değiştirir.

Elektrik Direnci
Nikel tabakasının kompozisyonuna göre elektriksel özellikleri değişir. Yüksek fosfor içeren tabakalar konvansiyonel iletkenliğe sahip bakırdan daha az iletkendir. Düşük fosfor içeren tabakanın iletkenliği 20 µO-cm’dir. Elektrik direncinin önemli olmadığı uygulamalarda nispeten daha ince tabakalar kaplanır. Isıl işlem uygulamaları ve kaplama banyosunun kimyasal formülasyonuda direnci etkiler. Isıl işlem görmüş nikel tabakasının içerisindeki fosforun çökelti haline geçmesi nedeni ile iletkenliği iki ile dört kat arasında artar. Fosforun nikel tabakası içerisinde termal genleşmesi üzerinde de güçlü etkisi vardır.