Techniki badawcze w analizie właściwości mechanicznych i tribologicznych cienkich warstw i powłok

• Autorzy: Chronowska-Przywara K. , Kot M. , Zimowski S.

Warianty tytułu

EN

The research techniques for analysis of mechanical and tribological properties of coating-substrate systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono techniki badawcze pozwalające na analizę właściwości zarówno mechanicznych, jak i tribologicznych cienkich powłok nanoszonych na elementy maszyn pracujących niejednokrotnie w ciężkich warunkach. W Katedrze Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn w Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie studenci studiów magisterskich na kierunku mechanika i budowa maszyn w ramach fakultetu tribologia odbywają laboratoria, podczas których poznają między innymi nowe techniki badań cienkich powłok nanoszonych metodami PVD i CVD. Obejmują one analizę mikro-, nanotwardości oraz modułu Younga przy użyciu techniki instrumentalnej indentacji. Studenci wykonują także testy zarysowania, dzięki którym przeprowadzają pomiar adhezji cienkich powłok i warstw wierzchnich do podłoży. Właściwości tribologiczne układów powłoka-podłoże są badane różnymi technikami, głównie w styku skoncentrowanym kula-tarcza i rolka-klocek oraz środowisku silnie ściernym tarcza-kula.

EN

The article presents research techniques for the analysis of both mechanical and tribological properties of thin coatings applied on highly loaded machine elements. In the Institute of Machine Design and Exploitation, AGH University of Science and Technology students of the second level of Mechanical Engineering study tribology attending laboratory class. Students learn on techniques for mechanical and tribological testing of thin, hard coatings deposited by PVD and CVD technologies. The program of laboratories contains micro-, nanohardness and Young's modulus measurements by instrumental indentations and analysys of coating to substrate adhesion by scratch testing. The tribological properties of the coating-substrate systems are studied using various techniques, mainly in point contact load conditions with ball-on-disc and block-on-ring tribomiters as well as using ball cratering method in strongly abrasive suspensions.

Słowa kluczowe

PL

powłoka tribologiczna; twardość; tarcie; zużycie

EN

tribological coating; hardness; friction; wear

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 83
• Strony: 39--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Chronowska-Przywara K.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, 30-065 Kraków, al. Mickiewicza 30

autor

Kot M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, 30-065 Kraków, al. Mickiewicza 30

autor

Zimowski S.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, 30-065 Kraków, al. Mickiewicza 30

Bibliografia

• 1. Ahn J-H, Kwon D., Microchemical estimation of composite hardness using nanoindentation technigue for thin – film coated system. Materials Science ang Engineering A, vol. 285, 2000, p. 172-178
• 2. Burakowski T., Wierzchnoń T., Inżynieria powierzchni metali. Wydawnictwo Naukowo- Techniczne, Warszawa 1995, s. 47-61, 191-219, 449-550.
• 3. Bull S.J., Berasetegui E.G., Tribology International, 39, 2006, p. 99-114.
• 4. Bull S.J., Tribology International, 30, 1997, p. 491-498.
• 5. Bull S.J., Surface and Coatings Technology, 50, 1991, p. 25-32.
• 6. Dobrzański L.A., Dobrzańska-Danikiewicz A.D., Obróbka powierzchni materiałów inżynierskich. Open Access Library, 2011, s. 89-136.
• 7. EN 1071-3; Advanced technical ceramics – Methods of test for ceramic coatings - Part 3: Determination of adhesion and other mechanical failure modes by a scratch test.
• 8. ISO 14577-1. Metallic materials – instrumented indentation test for hardness and material parameters – Part 1: Test method.
• 9. ISO 20808:2004. Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) - Determination of friction and wear characteristics of monolithic ceramics by ball-on-disc method.
• 10. Jonsson B., Hogmark S., Hardness measurements of thin films. ThinSolid Films, vol. 114, 1984, p. 257-269.
• 11. Kot M., Analiza właściwości mechanicznych układów powłoka-podłoże przy użyciu metody indentacji z wykorzystaniem wgłębników o różnej geometrii. Tribologia: teoria i praktyka, Polskie Towarzystwo Tribologiczne, Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, 42, nr 2, 2011, s. 47-60.
• 12. Kot M., Rakowski W., Wpływ chropowatości powierzchni i twardości podłoża na pomiar twardości cienkich warstw, Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, vol. 40 z. 2, 2005, s. 17-30.
• 13. Kot M., Archives of Civil and Mechanical Engineering, 12, 2012, p. 464-470.
• 14. Kot M., Moskalewicz T., Wendler B., Rakowski W., Czyrska-Filemonowicz A., Solid State Phenomena, 177 (2011), p. 36-46.
• 15. Oliver W.C., Pharr G.M., An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments, Journal of Materials Research, vol. 7, 1992, p. 1564-1583.
• 16. PN-EN 1071-6:2008. Techniczna ceramika zaawansowana - Metody badania powłok ceramicznych. Część 6: Oznaczanie odporności na ścieranie powłok metodą mikrościerania.
• 17. Thouless M.D., Engineering Fracture Mechanics, 61, 1998, p. 75-81.
• 18. Tuck J.R., Korsunky A.M., Bull S.J., Davidson R.I., On the application of the work-of- indentation approach to depth- sensing indentation experiments in coated systems, Surface and Coating Technology, vol. 137, 2001, p. 217-224.
• 19. Tuck J.R., Korsunsky A.M., Bhat D.G., Bull S.J., Indentation hardness evolution of cathodic arc deposited thin hard coatings, Surface and Coating Technology, vol. 139, 2001, p. 63-74.