PL
 |
EN
Ograniczanie wyników
Czasopisma help
  1. 27 Inżynieria Materiałowa
  2. 27 Materials Engineering
  3. 5 Archives of Metallurgy and Materials
  4. 4 Tribologia
  5. 3 Engineering of Biomaterials
Więcej...
Autorzy help
  1. 54 Moskalewicz T.
  2. 31 Czyrska-Filemonowicz A.
  3. 17 Kot M.
  4. 14 Wendler B.
  5. 10 Zimowski S.
Więcej...
Lata help
  1. 1 2019
  2. 1 2018
  3. 2 2017
  4. 4 2016
  5. 1 2015
Więcej...
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 54

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 Morphology and Structure of the Erbium Stabilized Bismuth Oxide Thin Films Deposited by PLD Technique
Kąc S., Szwachta G., Cieniek Ł., Moskalewicz T.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2019
|
Vol. 64, iss. 3
969--974
EN
The aim of the work was to obtain thin bismuth oxide films containing, at room temperature, the Bi1,5Er0,5O3 phase. This phase corresponds to the structure of the high-temperature δ-Bi2O3 phase, in pure bismuth oxide, characterized by the highest ionic conductivity of all known solid state ionic conductors. The high-temperature δ-Bi2O3 phase with the face centered cubic structure, in pure bismuth oxide, occurs only at temperature above 730°C. Stabilization of the δ-Bi2O3 phase at room temperature was achieved by an addition of the erbium together with the employ-ment of the Pulsed Laser Deposition (PLD) technique. The influence of an amount of Er alloying and the film thickness on surface morphology, microstructure, phase composition of thin films were investigated. The velocity of deposition of thin layers of bismuth stabilized with erbium in the PLD process using the Nd: YAG laser was about 0.5 nm/s.The investigation results of erbium doped bismuth oxide thin films deposited onto (0001) oriented Al2O3 monocrystalline substrate are presented. Thin films of uniform thickness, without cracks, and porosity were obtained. All deposited thin films (regardless of the film thickness or erbia (Er2O3) content) exhibited a columnar structure. In films stabilized with erbium, up to approx. 250 nm thickness, the columns have a diameter at the base from 25 to 75 nm. The columns densely and tightly fill the entire volume of the films. With increasing of the film thickness increases, porosity also significantly increases. In thin layers containing from 20 to 30 mole % Er2O3 the main identified phase at room temperature is Bi1,5Er0,5O3. It is similar to the defective fluorite-type structure, and belongs to the Fm-3m space group. This phase corresponds to the structure of the high-temperature δ-Bi2O3 phase in pure bismuth oxide.
2
Content available The Effect of MeC Nanoparticles on the Micromechanical and Tribological Properties of Carbon Composite Coatings
Zimowski S., Kot M., Moskalewicz T.
Tribologia
|
2018
|
nr 4
157--163
EN
Nanocomposite carbon coatings composed of a nanocrystalline phase and an amorphous carbon matrix (a-C or a-C:H) are an important group of coatings for tribological applications, especially if low friction is desired. Strong adhesion between the coating and the substrate as well as the ability to carry load are particularly important in ensuring the durability of the system. In this paper, the impact of a reinforcing phase in the form of hard carbides of chromium, titanium and tungsten (MeC) on the micromechanical and tribological properties of MeC/a-C coatings were analysed. The microhardness and modulus of elasticity using the indentation method and adhesion of these coatings to the substrate in scratch tests were determined. On the basis of tribological tests, the friction coefficient and wear rate of the coatings were determined during nonlubricated sliding contact with an alumina ball. The tested nanocomposite coatings showed very good sliding properties and wear resistance. The nc-WC/a-C and nc-TiC/a-C coatings exhibit the smallest coefficient of friction (below 0.1) and the highest wear resistance. The presence of nanocrystalline carbides in the amorphous carbon matrix limits the propagation of cracks in the coatings and allows the higher load carrying capacity.
PL
Nanokompozytowe powłoki węglowe złożone z nanokrystalicznej fazy i amorficznej osnowy węglowej (a-C lub a-C:H) stanowią ważną grupę powłok do zastosowań tribologicznych, zwłaszcza jeżeli pożądane jest niskie tarcie. Silna adhezja pomiędzy powłoką i podłożem oraz zdolność do przenoszenia obciążeń stykowych są szczególnie ważne w zapewnieniu trwałości systemu. W pracy dokonano analizy wpływu fazy wzmacniającej w postaci twardych węglików chromu, tytanu i wolframu (MeC) na właściwości mikromechaniczne i tribologiczne powłok MeC/a-C. Wyznaczono mikrotwardość i moduł sprężystości tych powłok metodą indentacyjną oraz ich adhezję do podłoża w teście zarysowania. Na podstawie badań tribologicznych w niesmarowanym styku ślizgowym typu kula/tarcza wyznaczono współczynnik tarcia oraz wskaźnik zużycia objętościowego powłok. Badane powłoki nanokompozytowe wykazały bardzo dobre właściwości ślizgowe oraz odporność na zużycie. Powłoki nc-WC/a-C i nc-TiC/a-C mają najmniejszy współczynnik tarcia poniżej wartości 0,1 i największą odporność na zużycie. Obecność w amorficznej osnowie węglowej nanokrystalicznych węglików ogranicza pękanie tych powłok i umożliwia przenoszenie większych obciążeń.
3
Content available Analysis of the tribological properties of TiN/Si3N4 nanocomposite coating in sliding contact with ceramic, steel, and polymer counterpart
Zimowski S., Moskalewicz T., Wendler B.
Tribologia
|
2017
|
nr 4
125--131
EN
In this work, the friction and wear of a hard TiN/Si3N4&enspnanocomposite coating in sliding contact with Al2O3&enspceramic, 100Cr6 steel, and PTFE polymer balls were analysed. The coating was deposited on Vanadis 23 high-speed steel by a new gas pulsed magnetron sputtering technique. Studies of micromechanical properties indicate very high hardness of the coating equal to 49 GPa with simultaneous very good adhesion to the substrate confirmed in the scratch test. Based on the tribological studies in an unlubricated ball-on-disk contact, the coefficient of friction and specific wear index of the coating and balls were determined. In the friction cooperation, the most advantageous pair of coating and counterpart was an association of TiN/Si3N4&enspcoating with a ceramic Al2O3&enspball. In this combination, the wear index of the coating was 5.3·0.04·10-6 mm3/Nm, whereas the value of the wear index of the ball was 0.04·0.04·10-6 mm3/Nm. According to our investigation, this is the best pair among the tested materials that can be used in friction nodes under a high load. The analysis of the wear mechanism for individual pairs was based on microscopic examination of wear tracks.
PL
W niniejszej pracy dokonano analizy tarcia i zużycia twardej powłoki nanokompozytowej TiN/Si3N4&ensppodczas współpracy z kulami ceramicznymi Al2O3, stalowymi 100Cr6 i polimerowymi PTFE. Powłoka została osadzona na próbkach z ulepszonej stali szybkotnącej Vanadis 23 metodą rozpylania magnetronowego sterowanego impulsami ciśnienia gazu. Badania właściwości mikromechanicznych wykazały bardzo dużą twardość powłoki wynoszącą 49 GPa i jednocześnie bardzo dobrą adhezję do podłoża potwierdzoną w próbie zarysowania. Na podstawie badań tribologicznych w niesmarowanym styku ślizgowym typu kula/tarcza wyznaczono współczynnik tarcia oraz wskaźnik zużycia objętościowego powłoki i kul. Najkorzystniejsze pod względem odporności na zużycie zarówno powłoki, jak i przeciwelementu było skojarzenie powłoki TiN/Si3N4&enspz kulą Al2O3. W tym skojarzeniu wskaźnik zużycia powłoki był równy 5,3·0.04·10-6 mm3/Nm, a kuli 0,04·0.04·10-6 mm3/Nm. Skojarzenie to jest najlepsze spośród badanych par i może znaleźć zastosowanie do wysoko obciążonych węzłów tarcia. Analizę mechanizmu zużycia dla poszczególnych skojarzeń wykonano w oparciu o badania mikroskopowe śladów zużycia.
4
Content available Electrophoretic deposition of nc-TiO2/chitosan composite coatings on X2CrNiMo17-12-2 stainless steel
Ledwig P., Kot M., Moskalewicz T., Dubiel B.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2017
|
Vol. 62, iss. 1
405--410
EN
This paper presents the results of the optimization of electrophoretic deposition parameters for manufacturing of nc-TiO2/chitosan composite coatings on X2CrNiMo17-12-2 steel as well as characterization of their microstructure, electrochemical properties and adhesion to the substrate. The parameters of the deposition, such as composition, pH and zeta potential of suspensions as well as voltage and process time were investigated. The microstructure of the coatings was characterized using scanning and transmission electron microscopy. Obtained coatings were crack-free and uniform. The adhesion strength to the substrate was measured by scratch-test method. The deposited coatings improve corrosion resistance of steel, what was confirmed by the results of the potentiodynamic polarization test in Ringer’s solution.
5
Characterisation of TCP phases in CMSX-4 single crystal superalloy subjected to high temperature annealing and creep deformation
Dubiel B., Indyka P., Kruk A., Kalemba-Rec I., Moskalewicz T., Berent K., Gajewska M.
Inżynieria Materiałowa
|
2016
|
Vol. 37, nr 4
150--155
EN
A high temperature exposure of nickel-base single crystal superalloys leads to a formation of topologically close packed (TCP) phases, what can deteriorate their creep strength. Therefore, the aim of the present work was to investigate TCP phases precipitated in CMSX-4 superalloy after a two-step treatment consisting of annealing at temperature of 1100°C followed by a creep deformation at temperature of 900°C. The microstructure of CMSX-4 superalloy exposed to a high temperature was investigated by means of scanning and transmission electron microscopy as well as scanning-transmission electron microscopy in high angle annular dark field mode. The chemical composition in nanoareas was determined using the high spatial resolution and high count rate energy dispersive X-ray spectroscopy. A three-dimensional characterization of the microstructure of annealed and creep tested single crystal superalloy was carried out by means of electron tomography. Results of microstructural investigation have shown that after the application of two-step high temperature exposure the TCP precipitates present in CMSX-4 superalloy are P and μ phases. The most pronounced differences in the chemical composition of the investigated P and μ phase particles are concerned with W and Re content. It was determined that the P phase contains a higher amount of W, while the μ phase is mostly rich in Re.
PL
Monokrystaliczne nadstopy niklu to nowoczesne materiały żarowytrzymałe, zaprojektowane specjalnie do zastosowania na łopatki turbin gazowych. Skład chemiczny tych stopów jest tak dobrany, aby w mikrostrukturze uzyskać około 70% udziału objętościowego wydzieleń fazy γʹ o kształcie sześciennym oraz umocnienie roztworowe osnowy γ. Silny efekt umocnienia zapewniają pierwiastki o dużym promieniu atomowym, takie jak Re, W i Mo, które wolno dyfundują w osnowie Ni. Jednak po długotrwałej pracy w wysokiej temperaturze pierwiastki te sprzyjają wydzielaniu kruchych faz o strukturze topologicznie zwarcie wypełnionej (topologically close packed, TCP). Najczęściej spotykanymi fazami TCP w nadstopach monokrystalicznych są fazy σ, μ, P i R. Ze względu na niewielkie różnice parametrów sieci oraz składu chemicznego identyfikacja tych faz jest skomplikowana i wymaga połączenia komplementarnych technik dyfrakcji elektronów i mikroanalizy składu chemicznego. Celem pracy jest identyfikacja faz TCP w monokrystalicznym nadstopie niklu CMSX-4 po wysokotemperaturowym wyżarzaniu i pełzaniu, określenie ich składu chemicznego oraz kształtu i rozmieszczenia w przestrzeni z wykorzystaniem nowoczesnych metod analitycznej mikroskopii elektronowej i tomografii elektronowej.
6
Polimerowe, ceramiczne i kompozytowe powłoki osadzane elektroforetycznie poprawiające wybrane właściwości materiałów metalowych
Moskalewicz T., Dubiel B., Sak A., Ratajski D., Jugowiec D., Ledwig P., Cieniek Ł., Kalemba-Rec I., Radziszewska A., Kopia A., Zimowski S., Kot M., Łukaszczyk A.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2016
|
Vol. 83, nr 4
170--180
PL
W pracy przedstawiono przykłady wytwarzania różnych powłok polimerowych, ceramicznych i kompozytowych na modelowych materiałach metalowych metodą osadzania elektroforetycznego. W celu uzyskania dobrej jakości powłok dobrano optymalny skład chemiczny roztworów koloidalnych i zawiesin stosowanych do osadzania, wyznaczono ich pH i potencjał elektrokinetyczny dzeta. W oparciu o badania makroskopowe osadzonych powłok dobrano napięcie prądu i czas osadzania elektroforetycznego. Wykonano badania mikrostruktury powłok i ich wybranych właściwości, takich jak odporność na korozję, odporność na zużycie ścierne i wyznaczono współczynnik tarcia. Wykazano, że osadzanie elektroforetyczne jest perspektywiczną metodą wytwarzania powłok: polimerowych (chitozanu i polieteroeteroketonu (PEEK)), ceramicznych (SiO2), kompozytowych (szkło żelowe/chitozan, TiO2/chitozan, SiO2/HA i Ni/SiO2) oraz porowatych (szkło żelowe/PEEK).
EN
This work presents the examples of electrophoretic deposition of various polymer, ceramic and composite coatings on model metallic materials. To obtain good quality coatings, chemical composition of colloidal solutions and suspensions as well as their pH and Zeta potential were optimized. The voltage and deposition time were experimentally selected by macroscopic examination of as-deposited coatings. Investigation of the coatings comprised microstructural analysis as well as determination of their corrosion resistance, wear resistance and friction coefficient. It was demonstrated that electrophoretic deposition is a prospective method for obtaining various coatings: polymer chitosan and polyetheroetheroketone (PEEK), ceramic SiO2, composite gel glass/chitosan, TiO2/chitosan, SiO2/HA and Ni/SiO2 as well as porous sol-gel glass/PEEK coatings.
7
Content available Porous SiO2/HAp Coatings on Cp-Titanium Grade 1 Surfaces Produced by Electrophoretic Deposition
Moskalewicz T., Babkiewicz A., Dubiel B., Kot M., Radziszewska A., Łukaszczyk A.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2016
|
Vol. 61, iss. 4
2177--2182
EN
Porous hydroxyapatite doped SiO2 coatings were electrophoretically deposited (EPD) on commercially pure titanium. The influence of EPD parameters on coatings quality was investigated. Microstructural observation was done using transmission and scanning electron microscopy as well as X-ray diffractometry. The coatings consisted of spherical micro and nanocrystalline hydroxyapatite (HAp) as well as amorphous SiO2 nanoparticles. The coatings exhibited open porosity with pore diameter up to 1 μm and due to presence of nanoparticles high surface development. It was found that application of SiO2/HAp coating increase corrosion resistance of titanium in Ringer’s solution.
8
Content available Electrophoretic Deposition and Characterisation of Chitosan Coatings on Near-Β Titanium Alloy
Jugowiec D., Kot M., Moskalewicz T.
Archives of Metallurgy and Materials
|
2016
|
Vol. 61, iss. 2A
657--664
EN
In this study, chitosan coatings were electrophoretically deposited (EPD) on near-β Ti-13Nb-13Zr alloy. The influence of colloidal solution composition and EPD parameters on the quality of chitosan coatings was investigated. It was established that the uniformity of as-deposited chitosan coatings is highly dependent on the chemical composition of the solution used for EPD, the pH, electrophoretic mobility and zeta potential of chitosan colloidal molecules, as well as EPD parameters, such as potential difference value and deposition time. The microstructure of the coatings was investigated using electron microscopy and X-ray diffractometry. The coatings 350 nm thick were homogeneous and exhibited an amorphous structure. The coatings had low hardness and Young’s modulus. The effect of surface of the substrate preparation prior to coating deposition on the adhesion of chitosan coatings to the Ti-13Nb-13Zr alloy was also investigated. The coatings exhibited good adhesion to the non-acid-etched surface of the titanium alloy.
9
Optymalizacja struktury cienkich warstw Bi2O3 domieszkowanych Er wytwarzanych techniką PLD
Kąc S., Cieniek Ł., Moskalewicz T.
Inżynieria Materiałowa
|
2015
|
Vol. 36, nr 6
479--483
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań nad funkcjonalnymi cienkimi warstwami Bi2O3 domieszkowanymi Er3+, wytworzonymi techniką ablacji laserowej. Eksperyment przeprowadzono z zastosowaniem zoptymalizowanych parametrów procesu PLD, takich jak: energia impulsu, długość fali promieniowania laserowego, temperatura podłoża, atmosfera gazu roboczego i odległość target–substrat. Wnikliwej analizie poddano strukturę, skład chemiczny, skład fazowy oraz morfologię wytworzonych warstw tlenkowych z wykorzystaniem takich technik badawczych, jak: skaningowa mikroskopia elektronowa, mikroskopia sił atomowych, spektroskopia EDS oraz rentgenowska analiza fazowa. W ramach badań przeprowadzono również pomiary grubości, nanotwardości i przyczepności warstw Bi2O3 domieszkowanych Er3+ do monokrystalicznego podłoża MgO. Uzyskane w ten sposób wyniki pozwalają stwierdzić, że jest możliwe „przeniesienie” składu stechiometrycznego na odpowiednio przygotowaną powierzchnię z materiału tarczy, a analiza składu fazowego pozwoliła na oszacowanie udziału wysokotemperaturowej fazy δ odpowiedzialnej za zwiększoną przewodność jonową. Analiza otrzymanych wyników pozwala na precyzyjny dobór optymalnych parametrów procesu PLD do wytwarzania cienkich warstw Bi2O3 z domieszką Er3+ stabilizującą fazę δ w niższej temperaturze.
EN
In this paper we present the results of research made for functional Er3+ doped Bi2O3 thin films, produced by the laser ablation technique. The experiment was performed using the optimized PLD process parameters, such as single pulse energy, laser radiation wavelength, the substrate temperature, the pressure of the working gas and the target–substrate distance. Thorough analyses of the structure, chemical and phase composition and morphology of oxide thin films were carried out using research techniques as follows: scanning electron microscopy, atomic force microscopy, EDS spectroscopy and X-ray phase analysis. The study of thickness measurements, nanohardness and adhesion of Er3+ doped Bi2O3 thin films for the single crystal MgO substrate were also performed. Thus obtained results allow to conclude that it is possible to „transfer” the stoichiometric composition of the target material to the prepared substrate and the XRD phase composition investigation revealed the presence of the high-temperature δ-Bi2O3 phase responsible for the increased ionic conductivity. Analysis of these results allows a precise selection of the optimal PLD process parameters for the preparation of high quality Er3+ doped Bi2O3 thin films stabilizing δ phase at lower temperature.
10
Content available Osadzanie elektroforetyczne polimerowych powłok chitozanu na biomateriałach metalowych
Jugowiec D., Radziszewska A., Kot M., Moskalewicz T.
Engineering of Biomaterials
|
2014
|
Vol. 17, no. 128-129
16--19
PL
Powłokę chitozanu osadzono metodą elektroforezy na stopie tytanu Ti13Zr13Nb i stopie kobaltu Co28Cr-5Mo. W obecnej pracy skoncentrowano się głównie na doborze parametrów osadzania elektroforetycznego w celu otrzymania jednorodnych i ciągłych powłok chitozanu na biomateriałach metalowych. Stwierdzono, że jednorodność wytworzonych powłok istotnie zależała od rodzaju zastosowanego roztworu i parametrów osadzania. Mikrostrukturę materiałów podłoży oraz powłok zbadano za pomocą mikroskopii świetlnej oraz skaningowej- i transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Zmierzono twardość i moduł Younga materiałów podłoży. Wykonano badania przyczepności powłok do podłoży stopu tytanu i stopu kobaltu.
EN
A chitosan coatings were electrophoretically deposited (EPD) on the Ti13Zr13Nb and Co28Cr5Mo alloys. The main aim of this work was to find optimal EPD parameters to obtain homogeneous and continuous coating on metallic biomaterials. It was found that the homogeneity of the as-deposited chitosan coatings on the substrate materials is highly dependent on chosen solution and EPD parameters. The microstructure of the substrate materials and coatings were investigated by light microscopy as well as scanning- and transmission electron microscopy. The hardness and Young’s modulus of the alloys as well as adhesion of chitosan coatings to the substrate materials were investigated.
11
Content available remote Characterization of microporous oxide layer synthesized on Ti–6Al–7Nb alloy by micro-arc oxidation
Moskalewicz T., Kruk A., Kot M., Kayali S., Czyrska-Filemonowicz A.
Archives of Civil and Mechanical Engineering
|
2014
|
Vol. 14, no. 3
370--375
EN
In this work a microporous oxide layer was formed on two phase (α+β) Ti–6Al–7Nb titanium alloy by the micro-arc oxidation process in an electrolyte containing (CH3COO)2CaH2O and Na3PO4. The thickness of the surface layer was in the range of 2.7 μm–3.6 μm. Microstructure of the surface layer and the substrate alloy was characterized with use of scanning- and transmission electron microscopy as well as by X-ray diffractometry. The microstructure of the surface layer consisted of TiO2 rutile and anatase nanocrystals as well as of amorphous regions containing mainly Ti, Ca and O atoms and a minority of P, Al and Nb ones. The surface layer was highly porous. The open pores, with diameter up to 6 µm, were homogenously distributed in the specimen surface. Electron tomography was used to investigate the pores morphology and spatial distribution. It was found that open pores exhibited a complex geometry. The closed pores had nearly spherical shape. Adhesion of the surface layer to the titanium alloy substrate was investigated by means of the scratch-test. The value of critical load LC2=14 N indicates a good layer adhesion to the underlying substrate.
12
Supertwarde, nanostrukturalne powłoki TiN/a-Si3N4 na stali Vanadis 23 osadzone nową metodą rozpylania magnetronowego
Wendler B., Progalski I., Moskalewicz T., Pawlak W., Rylski A., Makówka M., Włodarczyk-Kowalska K., Nolbrzak P.
Inżynieria Materiałowa
|
2013
|
Vol. 34, nr 5
563--567
PL
W artykule zamieszczono wyniki badań nanostrukturalnej powłoki TiN/a-Si3N4 osadzonej na stali Vanadis 23 metodą reakcyjnego rozpylania magnetronowego opracowaną w 2010 r. w Instytucie Inżynierii Materiałowej Politechniki Łódzkiej. Nowa metoda polega na nieciągłym (impulsowym, o czasie otwarcia mikrozaworu ~1 ms) wprowadzaniu do komory próżniowej niewielkiej masy (około kilkudziesięciu miligramów) sprężonego gazu, co powoduje gwałtowny wzrost ciśnienia gazu i zapłonu gęstej plazmy wyładowania magnetronowego i rozpylania targetu aż do zaniku wyładowania, gdy ciśnienie w komorze ulegnie obniżeniu poniżej progu gaśnięcia plazmy, po czym następuje kolejne otwarcie mikrozaworu i proces zapłonu plazmy i jej gaśnięcia powtarza się z częstotliwością ~1 HZ. Wytworzona powłoka składa się Z nanokrystalitów fazy TiN (osbornitu, o strukturze regulamej B1) i a-Si3N4 o symetrii trójskośnej i charakteryzuje się dużą twardością (47 GPa), dużym modułem Younga (560 GPa), bardzo silną teksturą osiową <111>, dużą zwartością powłoki, dużą adhezją do stalowego podłoża (LC = 118 N) oraz dużą gładkością powierzchni (Ra = 0,28 um). Ze względu na korzystne charakterystyki wytworzonej powłoki oraz prostotę nowej metody, niskie koszty inwestycyjne oraz korzystne cechy impulsowej plazmy wyładowania magnetronowego, autorzy artykułu są przeświadczeni o szerokich możliwościach aplikacyjnych tej nowej metody, chronionej szeregiem zastrzeżeń zgłoszonych do Urzędu Patentowego Rzeczypospolitej Polskiej.
EN
Results of charaterization of a superhard, nanostructured TiN/a-Si3N4 coating deposited on Vanadis 23 HS steel with use of a new reactive magnetron sputtering technique elaborated in the Institute of Materials Science and Engineering of the Lodz University of Technology in 2010 are presented in the paper. The new technique consists in an inetermittent delivery of a small amount of a compressed gas into a vacuum chamber with magnetrons connected permanently to current sources. As a result an instantaneous magnetron sputtering discharge is being excited in the chamber of a high intensity of electromagnetic emission, which decreases incessantly until the plasma extinguishes due to permanent working pumping stand. The process repeats when the next gas impulse will be delivered to the vacuum chamber. The frequency of the magnetron discharges is of the order of magnitude of 1 HZ. The coatings deposited on the HS substrate is composed of TiN (osbornite) nanocrystallites of B1 cubic symmetry and of the a-Si3N4 ones of a triclinic symmetry and is characteristic of a superhardness (47 GPa), high Young's modulus (560 GPa), a strong axial texture <111>, high compacity, high adhesion to the HS steel substrate (LC = 118 N) and a low surface roughness (Ra = 0,28 um). In view ofthe useful properties of the deposited coating, simplicity of the deposition technique, low Investment costs and advantageous features of the pulse magnetron discharge plasma, the authors ofthe paper are persuaded of a broad range of possible applications of this new deposition method submitted for protection of numerous claims to the Polish Patent Office in 2010 and 2012.
13
Microstructure of doped Bi2O3 thin films deposited by PLD technique
Kąc S., Moskalewicz T.
Inżynieria Materiałowa
|
2013
|
Vol. 34, nr 4
295--298
EN
The paper presents the investigation results of Mo doped Bi2O3 thin films obtained by PLD technique, using Nd:YAG laser. Bismuth oxide is the material having wide application in the electronic and optical industry. The objective of our investigation is stabilization of high temperature δ phase to lower temperature, which permits widely take advantage of interesting properties of this material (good ion conductivity, changing conductivity with temperature). The Mo concentration and process parameters influence on the coating microstructure and properties were studied. The laser energy, the substrate temperature and the oxygen pressure in the vacuum chamber during deposition by PLD process influence strongly the chemical composition and morphology of deposited films. The SEM, TEM, EDS and XRD investigation results of the films microstructure are presented in the paper. The results of investigations carried out indicate that it is possible to transfer stoichiometric composition of Mo doped Bi2O3 from target to substrate. In deposited thin films high temperature δ-Bi2O3 phase at room temperature was obtained.
PL
W publikacji przedstawiono wyniki badań cienkich warstw domieszkowanego molibdenem tlenku bizmutu wytwarzanych techniką ablacji laserowej (PLD) z wykorzystaniem lasera impulsowego Nd:YAG. Tlenek bizmutu to materiał szeroko stosowany w przemyśle elektronicznym i optyce. Celem przeprowadzonych badań jest stabilizacja wysokotemperaturowej fazy δ do niższej temperatury, co pozwoli lepiej wykorzystać interesujące własności tego materiału (dobre przewodnictwo jonowe, zmianę przewodności elektrycznej z temperaturą). W pracy badano wpływ koncentracji Mo i parametrów procesu PLD na mikrostrukturę i własności cienkich warstw tlenku bizmutu. Energia wiązki lasera, temperatura podłoża i ciśnienie tlenu w komorze reakcyjnej podczas procesu PLD istotnie wpływają na skład chemiczny i morfologię wytwarzanych warstw. W pracy są prezentowane wyniki badań cienkich warstw za pomocą SEM, TEM, EDS i XRD. Wyniki przeprowadzonych badań wykazują, że jest możliwe stechiometryczne przenoszenie domieszkowanego Mo tlenku bizmutu z odparowanej wiązką lasera tarczy na podłoże. W wytworzonych cienkich warstwach otrzymano wysokotemperaturową fazę δ-Bi2O3 w temperaturze otoczenia.
14
Characterization of Ti/TiN multilayer coating deposited using PLD technique
Solecka M., Radziszewska A., Kowalski K., Moskalewicz T.
Inżynieria Materiałowa
|
2013
|
Vol. 34, nr 4
374--377
EN
Tribological multilayer coatings on Ti/TiN basis were deposited by means of the Pulsed Laser Deposition (PLD) technique. The composites were built of six alternately deposited Ti (ca. 25 nm) and TiN (ca. 40 nm) layers with the total thickness of about 200 nm. Several analytical techniques were used to investigate the microstructure and composition of the coatings. Scanning electron microscopy (SEM) analyses showed a uniform coating surface with a few defects in the form of droplets enriched in oxygen. Transmission electron microscopy (TEM) as well as the secondary ion mass spectrometry (SIMS) examinations confirmed the multilayer structure of the Ti/TiN coatings. The chemical composition of the Ti/TiN coatings was investigated by using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The XPS surface analysis showed the presence of titanium nitride and oxide.
PL
Wielowarstwowe powłoki tribologiczne na bazie Ti/TiN wytworzone zostały metodą osadzania impulsem laserowym (PLD). Powłoki zbudowane były z 6-warstwowego układu naprzemiennie osadzanych warstw Ti (ok. 25 nm) i TiN (ok. 40 nm), przy całkowitej grubości powłoki nieprzekraczającej 200 nm. Do badania mikrostruktury i składu chemicznego użyto wiele technik badawczych. Analiza za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) wykazała jednolitą powierzchnię powłoki z nielicznymi wadami w postaci kropli o podwyższonej zawartości tlenu. Transmisyjna mikroskopia elektronowa (TEM), jak również spektroskopia mas jonów wtórnych (SIMS) potwierdziły wielowarstwową strukturę powłok Ti/TiN. Skład chemiczny powłok Ti/TiN badano za pomocą rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronów (XPS). Analiza XPS wykazała obecność azotku tytanu i tlenku na powierzchni powłoki.
15
Characterization of Al-Mg thin film deposited using pulsed laser deposition technique
Radziszewska A., Moskalewicz T.
Inżynieria Materiałowa
|
2013
|
Vol. 34, nr 3
192--195
EN
This paper presents the morphology, microstructure (observed by SEM, TEM) and chemical composition (EDS) of the thin Al-Mg film deposited using pulsed laser deposition (PLD) technique at room substrate tempera- ture, namely Ts =25°C, laser wavelength λ= 1064 nm and laser fluence q = 13.8 J/cm2. The scanning electron microscopy observations revealed the appearance of many dropfets with diameters 1÷15 um on film. Whereas, the EDS analysis showed incongruent transfer of the chemical composition of the target onto the thin film. The thickness of thin film was equal to 1 um. This thin film was characterized by nanocrystalline microstructure. However, there also appeared columnar Al crystals and characteristic “V shaped” crystals. It was found that the following phases were appeared in different areas of the thin layers: Al3OMg23, Al65Mg35 and Al.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury cienkich warstw Al-Mg otrzymanych przez osadzanie laserem impulsowym (PLD) za pomocą skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej (SEM, TEM). Podczas nakładania warstw stosowano pokojową temperaturę podłoża Ts = 25°C, długość promieniowania laserowego λ = 1064 nm oraz gęstość energii wiązki lasera q = 13,8 J/cm2. Skaningowa mikroskopia elektronowa ujawniła występowanie na powierzchni warstw wielu kropli o średnicy ok. 1÷15 um. Natomiast technika EDS pozwoliła stwierdzić brak stechiometrycznego przenoszenia składu chemicznego tarczy do warstw. Grubość cienkiej warstwy wynosiła ok. 1 um. Warstwa charakteryzowała się nanokrystaliczną mikrostrukturą. Widoczne były również kolumnowe kryształy Al oraz charakterystyczna mikrostruktura występująca w cienkich warstwach, czyli kryształy w kształcie litery ,,V”. W różnych obszarach cienkich warstw obserwowano występowanie następujących faz: Al30Mg23, Al65Mg35 i czystego Al.
16
Content available remote Nanocomposite carbon-or MoS2-based selflubricating coatings for automotive, aviation and spacecraft industries
Wendler B., Moskalewicz T., Rudnik D., Zimowski S., Kot M., Grobelny M., Pawlak W., Rylski A., Czyrska-Filemonowicz A., Makówka M., Nolbrzak P., Włodarczyk K.
Composites Theory and Practice
|
2013
|
R. 13, nr 1
52-58
EN
Higher performance and reliability, reduced fuel and lubricant consumption as well as a greater solicitude to the earth's environment are nowadays the main driving forces of progress in contemporary automotive, aviation and spacecraft industries. Among the effective solutions of these issues are friction reduction in the powertrains of vehicles as well as mass reduction of engines by means of the replacement of steel parts of engines or other mechanisms by twice lighter ones made from titanium alloys. In the paper, basic information concerning the manufacturing of two types of thick carbon or MoS2-based friction reducing nanocomposite coatings is given and part of the characterization results concerning their microstructure, mechanical and tribological properties as well as the corrosion resistance of nanocomposite nc-WC/a-C and MoS2(Ti,W) coatings deposited by magnetron sputtering onto Vanadis 23 HS steel and hardened Ti6Al4V titanium alloy substrates are presented and discussed. The work was accomplished by an interdisciplinary team of researchers from AGH University of Science and Technology in Krakow, the Motor Transport Institute in Warsaw and of the Lodz University of Technology in the frame of the POIG project KomCerMet (Workpackage KCM3) financed by the Ministry of Science and Higher Education of Poland.
PL
Większa wydajność i niezawodność, niższe zużycie paliwa i smarów, a także większa troska o środowisko naturalne - to dzisiaj główne siły napędowe postępu technicznego w motoryzacji, lotnictwie i przemyśle kosmicznym. Do skutecznych sposobów rozwiązywania tych problemów należą: obniżanie strat energii wskutek tarcia w układach przenoszenia napędu, jak również obniżenie wagi konstrukcji poprzez zastąpienie stalowych elementów mechanizmów i silników dwukrotnie lżejszymi, wykonanymi ze stopów tytanu. W pracy zawarto podstawowe informacje dotyczące wytwarzania dwóch rodzajów grubych nanokompozytowych powłok niskotarciowych na osnowie amorficznego węgla bądź MoS2 osadzonych przez rozpylanie magnetronowe na podłożach ze stali Vanadis 23 i utwardzonego stopu tytanu Ti6Al4V oraz część wyników badań ich właściwości, w szczególności mikrostruktury, właściwości mechanicznych, tribologicznych oraz odporności na korozję, a także dyskusję tych wyników. Badania były wykonane w ramach projektu KomCerMet (pakiet KCM3) przez interdyscyplinarny zespół badawczy złożony z pracowników Akademii Górniczo-Hutniczej, Instytutu Transportu Samochodowego oraz Politechniki Łódzkiej w ramach Programu Operacyjnego POIG, finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.
17
Mikrostruktura i właściwości tribologiczne niskotarciowej powłoki MoS2(Ti, W) na utwardzonym tlenem podłożu stopu Ti-6Al-4V
Moskalewicz T., Wendler B., Nolbrzak P., Zimowski A., Czyrska-Filemonowicz A.
Inżynieria Materiałowa
|
2012
|
Vol. 33, nr 3
181--184
PL
Na podłożu utwardzonego tlenem stopu Ti-6Al-4V wytworzono niskotarciową powłokę MoS2(Ti, W) metodą rozpylania magnetronowego. Grubość powłoki wynosiła ok. 3,1 μm. Pomiędzy powłoką MoS 2(Ti, W) a podłożem występuje warstwa przejściowa z tytanu technicznego o grubości ok. 20 nm. Metodami skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej oraz rentgenowskiej analizy dyfrakcyjnej opisano mikrostrukturę warstwy wierzchniej po obróbce powierzchniowej. Badania mikrostruktury powłoki za pomocą wysokorozdzielczej transmisyjnej mikroskopii elektronowej pozwoliły na stwierdzenie obecności cząstek MoS 2 o rozmiarach 3÷8 nm w amorficznej osnowie. Obserwowano również występowanie nanokrystalitów faz α i W. Stwierdzono znaczne obniżenie współczynnika tarcia w styku niesmarowanym od 0,85 dla stopu bez powłoki do 0,15 dla stopu z powłoką MoS 2(Ti, W). Wykazano, że zastosowana obróbka powierzchniowa istotnie wpływa również na poprawę odporności stopu Ti-6Al-4V na zużycie przez tarcie.
EN
A low friction MoS2(Ti, W) coating was deposited on the oxygen hardened Ti-6Al-4V alloy by magnetron sputtering. Microstructure characterization was performed by scanning and transmission electron microscopy methods as well as X-ray diffraction analyses. The coating thickness was about 3.1 μm. An intermediate layer composed of 20 nm thick Ti α was present between the coating and the substrate. The results of micro/nanostructural analyses performed by HRTEM showed that the coatings were composed of MoS2 nanocrystals (size in the range of 3÷8 nm) embedded in an amorphous matrix. Some Ti α and W nanocrystals were also found in the coating as well. The presence of the MoS2(Ti, W) coating decreases the friction coefficient from a value of 0.85 for the uncoated alloy to 0.15 for the coated one and essentially increases the wear resistance of the alloy.
18
Mikrostruktura i właściwości tribologiczne nanokrystaliczno-amorficznej powłoki nc-WC/a-C na podłożu stopu Ti-6Al-4V
Moskalewicz T., Wendler B., Kot M., Czyrska-Filemonowicz A.
Inżynieria Materiałowa
|
2012
|
Vol. 33, nr 4
232--235
PL
W celu poprawy właściwości tribologicznych stopu Ti-6Al-4V wytworzono nanokrystaliczno-amorficzną powłokę nc-WC/a-C metodą rozpylania magnetronowego. Warstwę wierzchnią podłoża przed osadzeniem powłoki dodatkowo utwardzono atomami tlenu w plazmie wyładowania jarzeniowego. Twardość tej warstwy wzrosła od 3,4 do 10,6 GPa. Prowadzono charakterystykę mikrostruktury wytworzonej powłoki i podłoża po obróbce powierzchniowej metodami skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej oraz rentgenowskiej analizy dyfrakcyjnej. Grubość powłoki nc-WC/a-C wynosi 1,8 μm, natomiast twardość ok. 14 GPa. Zbudowana jest z nanokrystalicznych węglików W2C, W3C i β-WC1 - x o średnicy 2÷5 nm osadzonych w amorficznej osnowie węgla. Pomiędzy powłoką i podłożem stwierdzono obecność warstwy przejściowej o grubości 160 nm. Wykazano, że zastosowana obróbka powierzchniowa wpływa na zmniejszenie współczynnika tarcia w styku suchym od 0,4÷0,5 (stop Ti-6Al-4V) do ok. 0,1 (po obróbce powierzchniowej) oraz na poprawę odporności na zużycie w warunkach tarcia.
EN
A nanocrystalline-amorphous nc-WC/a-C coating was deposited on the Ti-6Al-4V alloy by magnetron sputtering in order to increase its tribological properties. Before coating deposition, the alloy was additionally oxygen hardened in the presence of plasma glow discharge. This treatment essentially increases the microhardness of the alloy just below the surface (from 3.4 GPa to 10.6 GPa). A nano/microstructure of the substrate material and coating was examined by scanning and transmission electron microscopy complemented by X-ray diffractometry. The coating thickness was 1.8 μm. The results of nano/ microstructural analyses showed that the coating is composed of different nanocrystals of tungsten carbides W2C, W3C and β-WC1 - x (size in the range of 2÷5 nm) embedded in an amorphous matrix. The coating hardness was measured to be about 14 GPa. The nc-WC/a-C coating decreases the friction coefficient from 0.4÷0.5 for the uncoated alloy to about 0.1 for the coated one as well as essentially improves the alloy wear resistance.
19
Charakterystyka mikrostruktury cienkich warstw Al-Mg osadzanych laserem impulsowym z fazy gazowej
Radziszewska A., Moskalewicz T.
Hutnik, Wiadomości Hutnicze
|
2012
|
Vol. 79, nr 4
254--259
PL
W pracy zamieszczono wyniki badań morfologii i składu chemicznego powierzchni cienkich warstw Al-Mg (SEM, EDS) oraz ich mikrostruktury (TEM) i składu fazowego (dyfrakcja elektronów, XRD). Jako tarczy użyto stopu b-Al2Mg2. Cienkie warstwy wytworzono poprzez osadzanie laserem impulsowym (Nd:YAG) z fazy gazowej (PLD) przy długości fali wiązki lasera l=1 064 nm, gęstości energii wiązki q=13,8 J/cm2 oraz stosując różną temperaturę podłoża (Ts=25 °C i 100 °C). Obserwacje powierzchni warstw, przeprowadzone za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego, wykazały występowanie licznych kropel o wielkości 1÷25 mm. Natomiast badania EDS ujawniły zaburzenie stechiometrii warstw w stosunku do materiału tarczy. Warstwa osadzana przy temperaturze podłoża 25 °C miała grubość ok. 1 mm, natomiast podwyższenie tej temperatury do 100 °C pozwoliło uzyskać grubszą warstwę (ok. 1,6 mm). Warstwy charakteryzowały się występowaniem, w różnych ich obszarach, struktury nanokrystalicznej oraz kryształów kolumnowych aluminium. Identyfikacja fazowa warstw pozwoliła stwierdzić obecność następujących faz: Al30Mg23, Al65Mg35 i Al. Dodatkowo przy powierzchni warstwy osadzonej przy Ts=100 °C ujawniono występowanie tlenku Al26MgO49.
EN
This paper presented the microstructure (SEM, TEM), morphology and chemical composition (EDS) of the b-Al3Mg2 thin films deposited by pulsed laser deposition (PLD) technique under different substrate temperature Ts=25 °C and 100 °C, laser wavelength l=1 064 nm and laser fluence q=13,8 J/cm2. The SEM observations showed the occurrence of many droplets with diameters 1÷25 mm on the films surface. Whereas the EDS analysis revealed not congruent transfer of the chemical composition of the target to the thin films. The thickness of thin films was equal to 1 mm and 1,6 mm for substrate temperature of 25 °C and 100 °C, respectively. These thin films were characterized by nanocrystalline structure as well as also the columnar Al crystals occurred. It was found that in the different areas of the thin films the following phases were appeared: Al30Mg23, Al65Mg35 and Al. Additionally, near the film surface, deposited at Ts=100 °C, the Al26MgO49 oxide was visible.
20
Content available Kompozytowa powłoka PEEK /Bioszkło® na stopie tytanu Ti-6Al-7Nb do zastosowań w medycynie
Moskalewicz T., Seuss S., Boccaccini A. R., Kot M., Czyrska-Filemonowicz A.
Engineering of Biomaterials
|
2012
|
Vol. 15, no. 116-117 spec. iss.
13--15
PL
Kompozytową powłokę polieteroeteroketon (PEEK)/ Bioszkło osadzono metodą elektroforezy na stopie tytanu Ti-6Al-7Nb. W celu poprawy przyczepności powłoki do podłoża próbkę poddano wyżarzaniu po obróbce powierzchniowej. Mikrostrukturę powłoki charakteryzowano za pomocą mikroskopii świetlnej oraz skaningowej- i transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Powłoka była jednorodna i porowata, nie stwierdzono obecności pęknięć. Powłoka zbudowana była z cząstek bioszkła rozmieszczonych w polimerowej osnowie. Wyniki liniowej analizy składu chemicznego wykonanej metodą STEM-EDS wskazują na dyfuzję Na ze szkła do polimeru podczas wygrzewania próbki.
EN
A composite polyetheretherketone (PEEK)/Bioglass® coating was electrophoretically deposited on the Ti-6Al-7Nb substrate. Post heat treatment was performed to improve the adhesion of the coating to the substrate. The microstructure of the coating and a substrate was examined by light microscopy, scanning- and transmission electron microscopy methods. The coating is uniformly porous, without any cracks or presence of large voids. The coating is composed of Bioglass® particles embedded in a PEEK matrix. STEM-EDS line analysis revealed diffusion of Na from the glass to the PEEK.
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.