Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 57

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
1
Content available remote In situ TEM observation of reaction of Ti/Al multilayers
EN
The Ti/Al multilayers of nominal periods λ = 50 nm and λ = 200 nm were deposited using double target magnetron system equipped with rotating substrate holder. The in situ TEM experiments were aimed at explaining DSC measured exothermic effects through phase transformations taking place during heating of the multilayers with small and large period. Thin foils for these examinations were cut with FIB. The performed experiments showed that the as deposited multilayers are characterized by presence of coarse pseudo-columnar crystallites built of alternating hex-Ti and fcc-Al. The intermixed region at the internal interfaces extends up to 10 nm, i.e. the areas filled with mutually alloyed material starts to dominate over those of pure metals for multilayers of λ < 30 nm. The DSC measurements indicated that in both multilayers their reaction are split to two stages, but those in the small period take place at much lower temperature range, than that in the large period one.
PL
Tematem pracy są badania stateczności cienkościennych konstrukcji kompozytowych typu Fiber Metal Laminate (FML). Analiza dotyczy profili o otwartym przekroju poprzecznym w kształcie zetownika oraz ceownika, poddanych osiowemu ściskaniu. W odniesieniu do oceny zachowania profili w stanie krytycznym i pokrytycznym przeprowadzono analizę stanu naprężenia przy zastosowaniu kryteriów zniszczenia dla materiałów warstwowych. Porównanie zastosowania kryteriów zniszczenia w MES przeprowadzono dla 7-warstwowych profili FML typu 3/2 - w stanie krytycznym i pokrytycznym. Analiza porównawcza została wykonana dla kryterium Hubera-MisesaHencky’ego w warstwach materiału izotropowego oraz kryteriów Tsai-Wu, Hashina i Pucka dla warstw ortotropowych.
EN
The subject of this paper is the buckling investigation of thin-walled composite structures made of Fibre Metal Laminate (FML). Study concerns Z-shape and channel cross section members subjected to axial compression. With regard to the profiles’ stability assessment in critical and post-buckling state, stress analysis for multilayered material was performed with failure criteria application. Comparison of failure criteria application in FEM was carried out for 7 - layered, 3/2 FML type columns - in critical and post-buckling state. The comparative analysis was performed with the Huber-Mises-Hencky criterion in the isotropic layers and Tsai-Wu, Hashin and Puck criteria in orthotropic layers.
3
Content available remote Static Buckling of FML Columns in Elastic-Plastic Range
EN
The paper deals with the elasto{plastic buckling of thin-walled Fiber Metal Laminates short columns/pro les subjected to axial uniform compression. Structures of open and hollow (closed) cross-sections are considered build of at plate walls. Multilayered FML walls are considered as built of alternating layers of aluminum and fiber-glass composite. Three elastic{plastic theories are employed for constitutive relations description of aluminum layers i.e. fully elastic material behavior, the J2-deformation theory of plasticity and the J2-flow theory later both with Ramberg-Osgood formula application, whereas composite layers are assumed elastic within whole loading range. Some exemplary results determined with the application of own analytical-numerical method based on the Koiter's theory, in the Byskov and Hutchinson formulation are enclosed in the form of tables and plots.
4
Content available remote The issues of manufacturing geometrically complicated elements using FML laminates
EN
The present study is an attempt to evaluate the developed exclusive technology for the production of high quality thin-walled Z profiles from Fibre Metal Laminates on the basis of an aluminium and epoxy-glass pre-impregnate using the autoclave process. The research examined Fibre Metal Laminates (Al/GFRP) based on metal sheets made of aluminium alloy and pre-impregnated tape made of glass fibres in an epoxy resin matrix. FML were produced in a 3/2 lay-up (three aluminium layers and two composite layers in 0/90 configuration). The following conclusions have been drawn on the basis of our exclusive technology for the production of thin-walled profiles made of FML laminates: (1) the hardening technology for pre-formed components in the autoclave process ensures the achievement of excellent dimensional tolerance of thin-walled profiles made of FML; (2) no delaminations, cracks, gas blisters etc. were detected by means of structural tests; (3) the process of forming Fibre Metal Laminates by means of component pre-forming does not significantly limit the values of selected profile angles. In the case of proper precision of component pre-formingand maintained regime in the case of the FML laminating process, the risk of structural defects, including profile corner zones, is significantly limited.
PL
W pracy podjęto próbę oceny opracowanej autorskiej technologii wytwarzania wysokojakościowych, cienkościennych profili typu Z z laminatów metalowo-włóknistych na bazie aluminium i preimpregnatu epoksydowo-szklanego z wykorzystaniem technologii autoklawowej. Przedmiotem badań był laminat metalowo-włóknisty (Al/GFRP) na bazie arkuszy blach metalowych stopu aluminium i preimpregnowanej taśmy z włókien szklanych w osnowie żywicy epoksydowej. Laminaty FML wytworzono w układzie 3/2 (trzy warstwy aluminium i dwie warstwy kompozytu w konfiguracji 0/90). Na podstawie przeprowadzonej analizy opracowanej technologii wytwarzania cienkościennych profili z laminatów FML sformułowano następujące wnioski: (1) technologia utwardzania wstępnie ukształtowanych komponentów z wykorzystaniem techniki autoklawowej zapewnia otrzymanie wysokiej stabilności i tolerancji wymiarowej cienkościennych profili z laminatów FML; (2) badania strukturalne nie wykazały rozwarstwień, pęknięć, pęcherzy gazów itp. w strukturze laminatu; (3) kształtowanie profili z laminatów metalowo-włóknistych przez wstępne formowanie komponentów nie ogranicza istotnie wartości dobieranych kątów kształtowników. Przy zachowaniu odpowiedniej precyzji wstępnego formowania komponentów oraz przy przestrzeganiu technologii laminowania kompozytów FML ryzyko defektów w strukturze, w tym w strefach naroży profili, jest znacznie ograniczone.
EN
Deposition of the metallic multilayers is a part of the scientific program on the chemical reaction leading to intermetallic compound formation. This reaction is known as self propagation high temperature synthesis (SHS). The key problem in this investigation is to produce the metallic multilayer system with good repeatability of thin films thicknesses. Thin should be thin, parallel and with low volume of intermixing region between components. Computer control system for the pulsed (mid frequency MF) magnetron sputtering equipment dedicated for metallic multilayers deposition is presented in this paper. The rotation velocity of the sample holder and the gas inlet through membrane valves are the main parameters controlled by the system. Parameters of the magnetron gun power supply, sample temperature and technological gas pressure are registered. The process cards which define all process parameters are collected for each dedicated process type. All cards are collected in a process cards library which permits for full automatization of all operations. Software was written in a graphical LabVIEW environment.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań nad nanoszeniem i własnościami warstw ceramicznych TiN- Si3N4 na tkaninach technicznych. Do nanoszenia warstw użyto impulsowego rozpylania magnetronowego średniej częstotliwości (MF). Tarcze wykonano ze spieków tytanowo-krzemowych zawierających do 10% at. krzemu. Spieki otrzymano techniką prasowania na gorąco. Naniesione cienkie warstwy zawierały azotek tytanu oraz azotek krzemu. Przeprowadzone badania przy użyciu mikroskopu elektronowego Philips CM20 potwierdziły nanokrystaliczno-amorficzną strukturę warstw. Przebadano dwa rodzaje tkanin technicznych firmy DuPont tj. nomex i kevlar, metodą termograficzną. Wykonano badania odporności uzyskanych pokryć na tkaninach. Stwierdzono, że pokrycie tkanin warstwami ceramicznymi TiN- Si3N4 zdecydowanie zwiększa odporność tych tkanin na strumień energii cieplnej.
EN
The paper presents the investigations of ceramic films deposition on textiles. Pulsed medium frequency (MF) sputtering was used to deposit the TiN- Si3N4 films. Targets were obtained from the titanium-silicon sinters containing up to10at.% of the silicon. The sinters were prepared by the hot pressing technique. Titanium nitride and silicon nitride were detected in the sputtered thin films. The amorphous-nanocrystalline films structure was confirmed with use of the electron microscope Philips CM20. The thermal resistance investigation of these films on textiles such as DuPont Kevlar and Nomex, was performed using thermographic method. It was found that the ceramic films greatly increase the textiles resistance to a heat flux.
PL
W artykule przedstawiono autorski system sterowania urządzeniem próżniowym, przeznaczonym do nanoszenia wielowarstwowych powłok metalicznych metodą impulsowego rozpylania magnetronowego średniej częstotliwości. System kontroluje prędkość obrotową uchwytu podłoży oraz dozuje poprzez zawory membranowe ilość gazu roboczego. Ponadto umożliwia rejestrację parametrów pracy wyrzutni magnetronowych oraz temperaturą i ciśnienie gazu. W drodze eksperymentu opracowano karty procesowe definiujące wszystkie niezbędne do przeprowadzenia procesu parametry. Pozwoliło to na stworzenie swoistej biblioteki procesów, upraszczającej obsługę umożliwiającej pełną automatyzację stanowiska. Oprogramowanie sterujące zrealizowano w oparciu o środowisko graficzne Lab VIEW, dzięki czemu panel operatorski jest prosty i intuicyjny, ułatwiając zarówno odtwarzanie zdefiniowanego procesu jak i opracowywaniu kolejnych jego modyfikacji.
EN
Computer control system for puls MF (Mid Frequency) magnetron sputtering equipment dedicated for metallic multilayers deposition is presented in this paper. The rotation velocity of the sample holder and the gas inlet through membrane valves are the main parameters controlled by the system. Parameters of the magnetron gun power supply, sample temperature and technological gas pressure are registered. The process card which define all process parameters are collected for each dedicated process type. All cards are collected in a process cards library which permits for full automatization of all operations. Software was written in a graphical environment Lab VIEW. It cause very simply usage for operator (operator’s interface is easy to control) and the preparation of the processes modifications is not complicated.
PL
W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań nad nanoszeniem warstw ceramicznych na tkaninach. Do nanoszenia warstw wykorzystywano technikę magnetronową. Używano magnetronu planarnego typu WMK-50 z zasilaczem impulsowym firmy DORA POWER SYSTEM. Proces nanoszenia prowadzono w aparaturze próżniowej NA-501 produkcji TEPRO Koszalin. Target wykonano ze spieków tytanowo-krzemowych zawierających do 10% at. krzemu. Spieki otrzymano techniką prasowania na gorąco. Naniesione cienkie warstwy zawierały azotek tytanu oraz azotek krzemu. Przeprowadzone badania przy użyciu mikroskopu elektronowego Philips CM20 potwierdziły nanokrystaliczno-amorficzną strukturę warstw. Metodą termograficzną wykonano badania odporności uzyskanych pokryć na tkaninach firmy DuPont takich jak nomex czy kevlar. Stwierdzono, że pokrycie ceramiczne zdecydowanie zwiększa odporność tych tkanin na strumień energii cieplnej.
EN
The paper presents the results of ceramic films deposition on textiles. To obtain the films the planar magnetron WMK-50 with pulsed power supply DPS was used. Processes were conducted in a vacuum apparatus NA-501 Koszalin TEPRO production. Targets were obtained from the titanium-silicon sinters containing up to 10% at. silicon. The sinters were obtained using the hot pressing technique. Sputtered thin films contained titanium nitride and silicon nitride. The amorphous-nanocrystalline films structure was confirmed with use of Philips CM20 electron microscope. The thermal resistance investigation of these films on textiles such as DuPont Kevlar and Nomex, was performed using thermographic method. It was found that the ceramic films greatly increase the textiles resistance to a heat flux.
PL
W pracy przedstawiono budowę stanowiska technologicznego przeznaczonego do nanoszenia warstw (TiAl)N na węgliki spiekane. Do budowy stanowiska wykorzystano standardowe urządzenie próżniowe produkcji TEPRO Koszalin NA501A. Elementem z węglików spiekanych były wymienne końcówki wierteł do głębokiego wiercenia φ = 22,50. Zastosowano technologię impulsowego rozpylania magnetronowego MF (Medium Frequency) z wyrzutnią typu WMK50. Rozpylanie prowadzono z pojedynczej wyrzutni z tarczą wykonaną ze spieku TiAl. Spiek ten otrzymano stosując proces prasowania na gorąco mikroproszku otrzymanego w wyniku procesu SHS (Self-propagation High-temperature Synthesis). Proces nanoszenia prowadzono na podłoża utrzymywane w temperaturze ok. 900 K. Do uzyskania niezbędnej wartości temperatury podłoży skonstruowano stolik z elementem grzejnym wykonanym z materiałów ceramicznych na bazie węglika krzemu. Przeprowadzono obserwacje morfologii warstwy mikroskopem skaningowym oraz wykonano analizy składu chemicznego warstw. W celu oceny jakości pokrycia przeprowadzono badania adhezji.
EN
Design of the technological equipment for deposition of the (TiAl)N coatings on sintered carbide is presented. The standard vacuum evaporator NA501A produced by TEPRO Koszalin company was adopted. The covered parts were heads of drills for deep boring with diameter of φ = 22.5 mm. Pulsed magnetron sputtering MF (Medium Frequency) with WMK50 magnetron gun was used as deposition technology. Deposition was provided with single magnetron gun with sintered TiAl target. Target was produced by high temperature pressing of micropowder after SHS process. Deposition was carried out at high temperature of substrate (about 900K). For heating the substrates high temperatures table was made from ceramic materials based on silicon carbide. Scanning Electron Microscopy for morphology measurement and EDS for Chemical analysis were used. Adhesion of the coating was measured by scratch tests.
PL
Mikrosfery glinokrzemianowe, pozyskiwane z popiołów lotnych z węgla kamiennego, mają niską gęstość objętościową, niski współczynnik przewodzenia ciepła oraz znikomą porowatość otwartą [1-4]. Powierzchnię mikrosfer można modyfikować warstwami o specjalnych właściwościach, na przykład warstwami przewodzącymi prąd elektryczny. Takie mikrosfery mogą znaleźć zastosowanie jako lekki składnik kompozytów wielofunkcyjnych, których właściwości elektryczne zmieniają się w zależności od temperatury i/lub stanu naprężeń. Mogą również być stosowane do ekranowania promieniowenia elektromagnetycznego. W tej pracy do modyfikacji powierzchni mikrosfer glinokrzemianowych wykorzystano technikę magnetronową. Na powierzchnię mikrosfer nanoszono warstwy miedzi, niklu oraz krzemku magnezu. Badano morfologię, skład chemiczny i fazowy warstw a także wybrane właściwości fizyczne i mechaniczne mikrosfer z warstwami.
EN
Cenospheres - component of fly ash from the combustion of coal - are characteristic by low density per unit volume, low thermal conductivity and low open porosity [1-4]. The surface of cenospheres can be modified with layers having special properties, such as conductive layers. Thus modified cenospheres can find application as a lightweight filler of multifunctional composites, which can change some properties depending on temperature and/ar applied stress. They can be used also for the construction of electromagnetic radiation shields. In this work the magnetron sputtering technique was used to modify the surface of cenospheres. Micrometric layers of nickel, copper or magnesium silicide were successfully deposited on their surface. Characterisation of the layers comprised morphology, chemical and phase composition as well as selected physial and mechanical properties.
PL
Stopy na osnowie faz międzymetalicznych z układu Ti-Al są przedmiotem dużego zainteresowania ze względu na niską gęstość (dwukrotnie niższą od żarowytrzymałych stopów niklu) dobre właściwości mechaniczne oraz odporność na utlenianie. Ich zastosowania konstrukcyjne w podwyższonej temperaturze ogranicza jednak skłonność do pochłaniania gazów i związane z tym obniżenie plastyczności. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań mających na celu ograniczenie dyfuzji gazów przy pomocy warstw nanoszonych metodą rozpylania magnetronowego. Omówiono właściwości mikromechaniczne warstw oraz ich odporność na utlenianie w powietrzu w warunkach cyklicznych zmian temperatury.
EN
Alloys based on intermetallic phases from the Ti-Al system are drawing attention due to low density (twice lower than heat-resistant nickel-base superalloys), good mechanical properties and oxidation resistance. Structural applications of these materials at elevated temperature seem to be limited, however, because of the susceptibility to gas absorption and related embrittlement. The paper presents investigations aimed at the development of diffusion barriers by means of magnetron sputtering. The properties of surface layers are discussed with reference to micromechanical measurements and cyclic oxidation tests in air.
PL
Przedmiotem pracy jest opracowanie złącz kontaktowych pomiędzy półprzewodnikowym materiałem termoelektrycznym CoSb3, a elektrodą miedzianą oraz dobór odpowiednich warstw ochronnych hamujących procesy dyfuzji na granicy złącz. Złącza CoSb3/Cu wytwarzane były techniką lutowania rezystancyjnego w atmosferze gazów ochronnych (90% Ar + 10% H2) z użyciem lutów Ag-Cu. Bariery dyfuzyjne (Ni, Mo, Cr80Si20) nanoszono metodą rozpylania magnetronowego na elementy wykonane z polikrystalicznego CoSb3. Mikrostrukturę oraz skład chemiczny złącz badano za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM) z rentgenowskim analizatorem dyspersji energii EDX. Badania parametrów elektrycznych złącz kontaktowych takich jak rezystancja, charakterystyki prąd-napięcie, wykonano na specjalnie przygotowanym do tego celu stanowisku pomiarowym. Przeprowadzono pomiary współczynników rozszerzalności cieplnej materiału termoelektrycznego oraz lutowia.
EN
The goal of the present work was to develop the junctions between CoSb3 semiconducting thermoelectric material and a copper electrode,as well as the selection of appropriate protective layers, which inhibit diffusion processes at a junctions area. The CoSb3/Cu junctions were formed by resistance soldering technique in the protective atmosphere of 90% Ar + 10% H2, using Ag-Cu based solders. Diffusion layers (Ni, Mo, Cr80Si20) were prepared by magnetron sputtering technique and deposited on polycrystalline element made of CoSb3. The microstructural properties and chemical compositions of the junction area were analyzed by a scanning electron microscope (SEM) equipped with energy-dispersive X-ray analyzer (EDX). Measurements of electrical properties of the junctions such as resistance and current–voltage characteristics were performed on an apparatus designed especially for this purpose. Thermal expansion coefficients of the thermoelectric material and the solder were also characterized.
13
Content available remote Junctions and diffusion barriers for high temperature thermoelectric modules
EN
Thermoelectric modules based on doped bismuth telluride (Bi2Te3) are commonly used for the construction of thermoelectric generators (TEGs) and heat pumps. However, due to low operating temperature (< 200oC), TEGs based on this material reveal low efficiency. In order to obtain high effectiveness in energy conversion, one needs to design high temperature modules made of new thermoelectric materials. The goal of the present work has been to develop the method of preparation of ohmic junctions between semiconducting CoSb3 element and metallic Cu electrode, for temperatures up to 600oC. In order to protect thermoelectric material from interaction with a solder and the electrode material, the appropriate diffusion barriers were applied. The junctions were formed by the resistance soldering technique in the protective atmosphere of Ar + H2. Lead-free alloys based on Ag and Cu were used as the solder. Diffusion layers of Ni were prepared via the magnetron sputtering technique. The chemical and microstructural properties of the junction area were analyzed by scanning electron microscope (SEM) equipped with EDX analyzer. Resistivity measurements and current–voltage characteristics were used to determine the contact resistance and ohmic contact quality between the metal and the semiconductor. Other physico-thermal properties, such as thermal expansion, were also characterized.
PL
Moduły termoelektryczne oparte na tellurku bizmutu (Bi2Te3) używane są powszechnie przy konstruowaniu generatorów termoelektrycznych (TEGs) i pomp ciepła. Jednakże, z powodu niskiej temperatury pracy (< 200oC), generatory termoelektryczne wykorzystujące ten materiał wykazują małą sprawność. Aby uzyskać wyższą wydajność konwersji energii potrzebne jest opracowanie wysokotemperaturowych modułów wykonanych z nowych materiałów termoelektrycznych. Celem prezentowanej pracy było opracowanie metody wytwarzania omowego złącza pomiędzy półprzewodzącym elementem CoSb3 i elektrodą metalową Cu przeznaczonego do pracy w temperaturach aż do 600oC. Odpowiednia bariera dyfuzyjna została zastosowana, aby chronić materiał termoelektryczny przed wzajemnym oddziaływaniem z lutem i materiałem elektrody. Złącza wykonano za pomocą techniki lutowania oporowego w ochronnej atmosferze Ar + H2. Jako lut wykorzystano stopy bezołowiowe oparte na Ag i Cu. Warstwy dyfuzyjne Ni naniesiono techniką rozpylania magnetronowego. Właściwości chemiczne i mikrostrukturalne analizowano za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM) wyposażonego w analizator EDX. Pomiary rezystywności i charakterystykę prądowo-napięciową wykorzystano, aby określić oporność kontaktową i omową jakość kontaktu pomiędzy metalem i półprzewodnikiem. Scharakteryzowano także inne właściwości fizyko-chemiczne, takie jak rozszerzalność cieplna.
14
Content available remote Właściwości mechaniczne mikrosfer glinokrzemianowych z warstwami metalicznymi
PL
Przedstawiono wyniki badań wybranych właściwości mechanicznych mikrosfer glinokrzemianowych pokrytych warstwami metalicznymi. Warstwy miedzi nanoszono albo metodą bezprądową (chemiczną) z wykorzystaniem katalizatora palladowego, albo metodą rozpylania magnetronowego. Warstwy niklu otrzymywano tylko metodą magnetronową. Magnetron zasilano za pomocą zasilacza Dora Power System (DPS), który generował impulsy o charakterze sinusoidalnym z częstotliwością 80 kHz. Pozwala to określić stosowaną technikę magnetronową jako impulsową (Pulsed Magnetron Sputtering). Katodami były tarcze wykonane z odpowiednich metali. Proces rozpylania magnetronowego prowadzono przy ciśnieniu argonu ok. 0,4 Pa i natężeniu prądu nieprzekraczającym 0,5 A. Specjalnie zaprojektowany stolik wibracyjny umożliwiał obrót mikrosfer w trakcie procesu nanoszenia. Proces nanoszenia miedzi metodą bezprądową prowadzono w temperaturze 20oC w trzech etapach. Pierwszy etap, trwający 1 h, polegał na uczulaniu metalizowanej powierzchni mikrosfer jonami cyny(II) w kąpieli wodnej, o składzie 5 g/l SnCl2 i 30 ml/l HCl. W drugim etapie, w kąpieli o składzie 0,5 g/l PdCl2 i 5 ml/l HCl, w miejscu uprzednio zaadsorbowanych jonów cyny następowało osadzenie metalicznego palladu (Pd0). Trzeci etap, trwający 6 min, polegał na bezpośrednim osadzaniu metalicznej miedzi z kąpieli o składzie 5 g/l NaOH, 30 g/l NaKC4H4O6, 12 g/l CuSO4.5H2O i 20 ml/l HCHO. Badania morfologii i składu chemicznego za pomocą elektronowej mikroskopii skaningowej i mikroanalizy rentgenowskiej wykazały, że warstwy niklu i miedzi naniesione metodą magnetronową były ciągłe, jednorodne i miały budowę kolumnową, a krystality tworzące kolumny miały rozmiary submikronowe. Warstwy naniesione metodą bezprądową charakteryzują się brakiem uprzywilejowanej orientacji krystalitów. Na podstawie przebiegu krzywych nacisk-odkształcenie wyznaczono wytrzymałość na ściskanie i odporność na miażdżenie. Stwierdzono, że warstwy metaliczne o grubości nieprzekraczającej 2 μm powodowały wzmocnienie powierzchni mikrosfer. Podczas pękania mikrosfer na ogół nie następowało oddzielenie warstwy od podłoża, co świadczy o dobrej przyczepności. Efekt podwyższonej wytrzymałości na ściskanie jest szczególnie istotny w przypadku wykorzystania mikrosfer glinokrzemianowych z warstwami metalicznymi do wytwarzania kompozytów.
EN
The paper presents selected mechanical properties of cenospheres modified with metallic layers. Copper was deposited either by electroless (chemical) method using palladium catalyst or by magnetron sputtering. Nickel was deposited by magnetron sputtering only. Magnetron was supplied by Dora Power System (DPS) which generated sinusoidal pulses with a frequency of 80 kHz. This is why the applied technique can be referred to as Pulsed Magnetron Sputtering. Targets (cathodes) were made of suitable metals, i.e. copper or nickel. The magnetron sputtering process was conducted under an argon pressure of about 0,4 Pa and current intensity not exceeding 0.5 A. A specially designed vibrating support enabled rotation of cenospheres during the deposition. The pressureless deposition of copper was conducted at a temperature of 20oC in three steps. The first one, lasting about 1 hour, consisted in sensitization of the microsphere surface with tin (II) ions in an aqueous soluteon composed of 5 g/L SnCl2 and 30 ml/L HCl. In the second step, the earlier adsorbed tin ions were replaced by metallic palladium (Pdo) in a solution composed of 0.5 g/L PdCl2 and 5 ml/L HCl. The third step, lasting about 6 min, comprised direct deposition of metallic copper from a solution composed of 5 g/L NaOH, 30 g/L NaKC4H4O6, 12 g/L CuSO4.5H2O and 20 mL/L HCHO. Morphological observations and analysis of chemical composition by scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy indicated that the magnetron-sputtered nickel and copper layers were homogeneous and compact. The crystallites forming a columnar structure had submicrometric sizes. Electroless copper layers were characterized by random orientation of crystallites. The experimental load-deformation curves were used to determine compressive strength and crushing strength. It has been found that metallic layers, not exceeding 2 μm in thickness, brought about strengthening of the cenospheres. Cracking of the cenospheres was not accompanied by exfoliation of the metallic layers, which suggested good adherence. The effect of increased compressive strength appears particularly important for the envisaged application of cenospheres modified with metallic layers as components of composites.
15
Content available remote Microstructure and hardness of magnetron (Cr, Si)N coatings with up to 30 at. % Si
EN
The reactive magnetron sputtering of Cr and CrSi targets having from 2 to 30 at. % Si was applied to deposit coatings on silicon substrates heated up to 600°C. The coating microstructure was characterized using TECNAI FEG (200 kV) transmission electron microscope equipped with EDS attachment. Thin foils were prepared showing coating microstructure both in plan-view and cross-section. The investigations showed that coatings of up to 2 um thickness were all characterized by a columnar microstructure. The analysis of the electron diffractions indicated only presence of the cubic CrN phase. The high resolution observation confirmed presence of high defect density in all coatings, but excluded presence of amorphous phase at crystallites boundaries. The EDS analysis helped to prove, that silicon was distributed uniformly within the coatings and its level exceed by 1÷3 at. % the one in the respective CrSi targets used for their deposition. The silicon additions resulted in decrease of the average column diameter from ~100 to ~25 nm accompanied by hardness increase from ~14 to ~37 GPa.
PL
Powłoki (Cr, Si)N osadzono na podłoża krzemowe techniką reaktywnego rozpylania magnetronowego tarcz Cr oraz CrSi zawierających do 30 at. % Si z wykorzystaniem podłoży wygrzewanych do 600°C. Obserwacje mikrostruktury prowadzono z wykorzystaniem mikroskopu TECNAI FEG (200 kV) wyposażonego w przystawkę EDS. Cienkie folie zostały wycięte w sposób prezentujący powłoki w przekroju poprzecznym i równoległym do powierzchni. Przeprowadzone badania wykazały, że powłoki o grubości <2 um charakteryzuje budowa kolumnowa. Analiza ich dyfrakcji elektronowych wskazała na wyłączną obecność fazy typu CrN. Obserwacje wysoko- rozdzielcze potwierdziły duże zdefektowanie krystalitów, ale wykluczyły obecność fazy amorficznej w ich granicach. Analizy składu chemicznego wykazały, że stosunek krzemu do chromu w powłokach jest zawyżony od 1 do 3 at. % Si względem tego w tarczach, z których były osadzane. Wprowadzanie krzemu spowodowało obniżenie średniej szerokości kolumn ze ~100 do ~20 nm oraz równoczesny wzrost twardości z ~14 do ~37 GPa.
PL
W pracy analizowano wpływ zawartości krzemu na właściwości mikromechaniczne dwuwarstwowych powłok (Cr,Si)N/TiN osadzonych na płytkach z węglików spiekanych. Międzywarstwę TiN o grubości ok. 4 žm nałożono metodą łukową, a wierzchnią warstwę (Cr,Si)N o grubości 1 μm techniką magnetronową z wykorzystaniem targetów CrSi o udziale od 0 do 5% at. Si. Badania mikrostrukturalne z użyciem mikroskopu transmisyjnego wykazały, że wprowadzanie dodatku krzemu powodowało rozdrobnienie krystalicznej budowy kolumnowej warstw (Cr,Si)N. Właściwości mikromechaniczne określono na podstawie badań mikrotwardości i odporności na zarysowanie, a charakterystyki tribologiczne wyznaczono w styku kula–tarcza. Wzrost zawartości krzemu od 0,5 do 5% at. w powłoce (Cr,Si)N/TiN zwiększa jej twardość od 19 do ok. 23 GPa. Obciążenie krytyczne dla powłoki (Cr,Si)N/TiN o udziale 5% at. Si jest o ok. 40% większe w stosunku do powłoki CrN/TiN. Odporność na zużycie przez tarcie powłoki (Cr,Si)N/TiN jest porównywalna do powłoki bez udziału krzemu. Jednak szersza analiza właściwości tribologicznych z uwzględnieniem zużycia przeciwpróbki (kulka Si3N4) potwierdza dobre cechy przeciwzużyciowe powłok (Cr,Si)N/TiN. Wyniki badań dowodzą także, że dodatek krzemu zwiększa znacznie nośność warstwy wierzchniej z badaną powłoką, co może wynikać z umocnienia roztworowego oraz rozdrobnienia mikrostruktury kolumnowej tych warstw.
EN
This paper presents new methods of friction forces calculations occurring in slide hydrodynamic HDD micro-bearings with spherical journals. Moreover, new ideas for the calculation and design the slide hydrodynamic HDD micro-bearings are presented. One of these ideas is the possibility to cover the cooperating micro-bearing surfaces with a very thin biological layer of about 80 nm. The thin biological layer contains genetic information that establishes intendment tasks prescribed in genetic material. The means of registration of genetic information in DNA particles inside the thin biological layer is called genetic code. We can control a genetic information, and we can select such genetic information inside the thin biological layer as to obtain proper carrying capacities and very small friction forces and wear values.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań dynamicznych prostokątnej ptyty zbudowanej z tektury falistej, w których został zastosowany wyprowadzony wcześniej kompozytowy model belkowy. Na drodze teoretycznej i doświadczalnej zostały wyznaczone najniższe częstotliwości drgań własnych płyty. Przeprowadzono porównanie wyników badań doświadczalnych i teoretycznych, także przy zastosowaniu metody elementów skończonych.
EN
In dynamic investigations of a rectangular plate made of double-faced corrugated board the composite beam model is used in this paper. In theoretical and experimental way the lowest natural frequency of the plate have been determined. The experimental results were compared with theoretical calculation and also with the MES method.
18
Content available remote DLC layers prepared by the PVD magnetron sputtering technique
EN
magnetron sputtering technique. Design/methodology/approach: DLC layers were fabricated by the reactive pulsed magnetron sputtering method in the mixture of Ar and methane (CH4). The gas pressure during sputtering process ranged from 0.3 to 0.7 Pa. The DLC layers were deposited on selected thermoelectric, ceramic and metallic substrates. Microstructure of obtained DLC layers were characterised by TEM and SEM microscopy. Raman spectroscopy was also used to characterise the different forms of carbon in the films. Findings: Structural investigations showed amorphous character of the produced layers and the lack of presence of nano-crystalline diamond phase both in layers obtained at 35 °C and in higher temperatures. Raman spectroscopy studies confirmed the dominant share of sp2 hybridization in the C - C and the presence of C – H bonds. Obtained layers are characterized by high electrical resistivity. Practical implications: Microstructure and high resistivity of DLC layers, prepared by magnetron technique, give prospective of their applications e.g. in microelectronics. Originality/value: Microstructure and high resistivity of DLC layers, prepared by magnetron technique, give perspectives for their applications e.g. in microelectronics.
19
Content available remote Application of DLC layers in 3-omega thermal conductivity method
EN
Purpose: The 3-omega method is a unique measuring technique which can be applied for thermal conductivity measurements of bulk materials and layers. In order to measure thermal conductivity of semiconducting and metallic materials (e.g. thermoelectric materials) it is necessary to separate the sensor from the substrate by a dielectric layer. The layer should exhibit thermal conductivity .s comparable or greater than thermal conductivity of characterised materials, as well as good, electrically insulating properties. Design/methodology/approach: The DLC layers were prepared via the magnetron sputtering technique. The reactive sputtering process was carried out in the mixture of Ar and methane (CH4) work gases at the pressure ranging from 0.3 to 0.7 Pa. The layers were deposited on glass and selected thermoelectric materials. The temperature of substrate was controlled in range from 35 oC to 500 oC depending on type of the substrate material. The thickness of received DLC layers was in range from 0.2 to 2 žm. Findings: In order to estimate the accuracy of the modified 3-omega method thermal conductivity measurement results were compared to results of measurements without additional DLC layers and independent data obtained by the laser-flash method. Analysis of experimental results of test measurements show that application of 300 nm thick DLC insulating films allow for characterization of materials exhibiting . < 1.2Wm-1K-1 with the accuracy better than 9%. Research limitations/implications: Results of investigations indicate that prepared DLC layers satisfy requirements of 3-omega method and do not influence significantly on precision and accuracy of thermal conductivity measurements. Originality/value: We have developed the new method of preparation of diamond-like carbon (DLC) layers which satisfy requirements of the 3-omega technique. The layers can be applied for thermal properties measurements of selected thermoelectric materials.
PL
Rozpuszczanie się gazów w powierzchniowych warstwach stopów na osnowie faz międzymetalicznych Ti-46AI-BNb wpływa na ich właściwości mechaniczne (m. in. wzrost kruchości) i stanowi poważny problem ograniczający ich praktyczne zastosowanie. Jedną z metod zapobiegania temu zjawisku jest stosowanie powłok ochronnych. W pracy zaproponowano powłokę o składzie Ni-20Cr otrzymywaną techniką rozpylania magnetronowego. Skuteczność nałożonej warstwy badano podczas testu cyklicznego utleniania w temperaturze 700 oraz 800°C. Analizowano przebieg zmian masy próbek w funkcji czasu utleniania oraz budowę i skład tworzących się zgorzelin. Słowa kluczowe: fazy międzymetaliczne Ti-AI, powłoki otrzymywane techniką magnetronową, cykliczne utlenianie.
EN
Dissolution of gases (oxygen, nitrogen) during the initial stages of oxidation of Ti-AI intermetallics deteriorates their mechanical properties (causes embrittlement) and limit practical application. Deposition of protective coatings and inhibition of diffusion processes could possibly improve Ti-AI oxidation resistance. This work is concerned with the influence of Ni-20Cr magnetron sputtered coatings on Ti-46AI-8Nb oxidation in thermal cyclic conditions at 700 and 800°C. Oxidation kinetics, mechanical properties of the alloy/coating/scale system as well as morphology and composition of the scale were investigated.
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.