Mikrostruktura i właściwości cienkich powłok węglowych modyfikowanych borem

• Autorzy: Czyżniewski A.

Warianty tytułu

EN

Microstructure and properties of boron containing thin carbon coatings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

podłożach ze stali łożyskowej 100Cr6 metodą impulsowego, reaktywnego rozpylania magnetronowego. W celu uzyskania dobrej adhezji powłok pomiędzy podłożem a powłoką B-C:H zastosowano warstwę buforową na bazie chromu (Cr/Cr-C:H). Badania z wykorzystaniem metod TEM i HRTEM oraz spektrometrii Ramana wykazały, że powłoki B-C:H w całym badanym zakresie składu chemicznego wykazują strukturę amorficzną. Skojarzenia cierne z udziałem elementów pokrytych powłokami o zawartości boru 10÷15% at. charakteryzują się korzystnymi właściwościami tribologicznymi zarówno w warunkach tarcia suchego, jak i w obecności wody lub olejów smarowych, jak to pokazały badania tribologicznych z wykorzystaniem metody kula-tarcza. Szczególnie małe zużycie elementów badanych skojarzeń ciernych wystąpiło, gdy obydwa były pokryte powłoką B-C:H, a próby tribologiczne przeprowadzano w olejach smarowych.

EN

Boron containing thin carbon coatings (B-C:H) were deposited by pulsed, reactive magnetron sputtering at substrates of bearing steel 100Cr6. In order to obtain high adhesion between B-C:H coatings and the substrate buffer layer based on chromium coatings (Cr/Cr-C:H) is used. Studies using TEM and HRTEM methods and Raman spectroscopy showed that the coatings B-C:H in the entire investigated range of the chemical composition shows an amorphous structure. Frictional contacts with elements coated of B-C:H coatings with boron content of 10÷15 at.% characterized by favourable tribological properties in both the dry friction conditions and in the presence of water or lubricating oil, as shown by tribological tests using ball-on-disc method. Particularly low wear of elements of frictional contacts occurred when both were coated with B-C:H coatings, and the tribological tests were carried out in lubricating oils.

Słowa kluczowe

PL

modyfikowane powłoki węglowe; rozpylanie magnetronowe; mikrostruktura; właściwości tribologiczne

EN

modified carbon coatings; magnetron sputtering; microstructure; tribological properties

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 35, nr 6
• Strony: 473--476
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Czyżniewski A.

• Instytut Technologii i Edukacji, Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• [1] Ronkainen H., Likonen J., Koskinen J., Varjus S.: Effect of tribofilm formation on tribological performance of hydrogenated carbon coatings. Surface and Coatings Technology 79 (1996) 87÷94.
• [2] Liu Y., Erdemir A., Meletis E. I.: A study of the wear mechanism of diamond-like carbon films. Surface and Coatings Technology 82 (1996) 48÷56.
• [3] Czyżniewski A.: Characterisation of transfer layer and wear debris on various counterparts sliding against undoped and doped DLC coatings. Plasma Processes and Polymers 4 (2007) S231÷S236.
• [4] Czyżniewski A.: The effect of air humidity on tribological behaviours of W-C:H coatings with different tungsten content sliding against bearing steel. Wear 296 (2012) 547÷557.
• [5] Podgornik B., Hren D., Vižintin J., Jacobson S., Stavlid N., Hogmark S.: Combination of DLC coatings and EP additives for improved tribological behaviour of boundary lubricated surfaces. Wear 261 (2006) 32÷40.
• [6] De Barros’Bouchet M. I., Martin J. M., Le-Mogn T., Vacher B: Boundary lubrication mechanisms of carbon coatings by MoDTC and ZDDP additives. Tribology International 38 (2005) 257÷264.
• [7] Zhao F., Li H. X., Mo Y. F., Quan W. I., Du W., Zhou H. D., Chen J. M.: Superlow friction behaviour of Si-doped hydrogenated amorphous carbon film in water environment. Surface and coatings Technology 209 (2009)
• 981÷985.[8] Statuti R. P. C. C., Radi P. A., Santos L. V., Trava-Airoldi V. J.: A tribological study of hybrid lubrication of DLC films with oil and water. Wear 267 (2009) 1208÷1213.
• [9] Eckardt T., Bewilogua K., Van der Kolk Hurkmans T., Trinh T., Fleischer W.:Improving tribological properties of spttered boron carbide coatings by process modifications. Surface and Coatings technology 126 (2000) 69÷75.
• [10] Pu J.-C., Wang S.-F.e, Lin C.-L., Sung Jams C. Sung: Characterization of boron-doped diamond-like carbon prepared by radio frequency sputtering. Thin Solid Films 519 (2010) 521÷526.
• [11] Bao Ruqiang, Chrisem Douglas B.: Chemical states of carbon in amorphous boron carbide thin films deposited by radio frequencysputtering. Thin Solid Films 519 (2010) 164÷168.
• [12] Czyżniewski A.: Wytwarzanie i właściwości cienkich powłok węglowych modyfikowanych wolframem. Inżynieria Materiałowa 6 (166) (2008) 772÷775.