Dylatometryczna metoda badania właściwości termomechanicznych powłok gradientowych CrN/CrCN

• Autorzy: Myśliński P. , Szparaga Ł. , Gilewicz A. , Kamasa P. , Ratajski J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2015.2.10

Warianty tytułu

EN

Dilatometric method of investigation of thermomechanical properties of CrN/CrCN gradient coatings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy opisano zagadnienia dotyczące wykorzystania metod dylatometrycznych do celów badania właściwości termomechanicznych gradientowych powłok PVD. Badania zostały przeprowadzone na trzech rodzajach powłok CrCN/CrN różniących się charakterem zmian parametrów fizykochemicznych w gradientowej warstwie przejściowej, osadzonych na podłożu molibdenowym metodą katodowego odparowania łukowego. Zakres badań eksperymentalnych obejmował analizę zmian przesunięć fazowych między „wymuszeniem” cieplnym a „odpowiedzią” dylatometryczną systemu podłoże–powłoka PVD. Otrzymane wyniki eksperymentalne wskazują, że zaproponowana metoda badania zmian właściwości termomechanicznych systemów podłoże/gradientowa powłoka PVD umożliwia klasyfikację tych systemów ze względu na stabilność termiczną. Ponadto analiza zmiany przesunięcia fazowego Φ pomiędzy wydłużeniem podłoża systemu a jego temperaturą umożliwia badanie bezwładności termomechanicznej systemów.

EN

The paper describes the issues relating to the use of dilatometric methods for the study of thermomechanical properties of PVD gradient coatings. Tests were conducted on three types of coatings CrCN/CrN, differing in character of the change of physicochemical parameters in the gradient transition layer, deposited on molybdenum substrate by the method of cathodic arc evaporation. The scope of experimental studies included analysis of the changes of phase shifts between the thermal “extortion” and the dilatometric “response” of the substrate–PVD coating system. The experimental results indicate that the proposed investigation method of the change of thermomechanical properties of the system substrate/PVD gradient coatings allows the categorization of these systems from the point of view of thermal stability. In addition, analysis of the change of the phase shift Φ between the elongation of the substrate and the temperature enables the study of thermomechanical inertia of the systems.

Słowa kluczowe

PL

powłoki gradientowe; właściwości termomechaniczne; dylatometria; modulacja temperatury

EN

gradient coatings; thermomechanical properties; dilatometry; temperature modulation

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 36, nr 2
• Strony: 96--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Myśliński P.

• Wydział Technologii i Edukacji, Politechnika Koszalińska

autor

Szparaga Ł.

• Wydział Technologii i Edukacji, Politechnika Koszalińska

autor

Gilewicz A.

• Wydział Technologii i Edukacji, Politechnika Koszalińska

autor

Kamasa P.

• Wigner Research Centre for Physics, Research Institute for Solid State Physics and Optics Hungarian Academy of Science

autor

Ratajski J.

• Wydział Technologii i Edukacji, Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• [1] Myśliński P., Szparaga Ł., Gilewicz A., Olik R., Ratajski R.: Dylatometryczna metoda detekcji efektów termomechanicznych w powłokach gradientowych CrCN/CrN. Inżynieria Materiałowa 6 (2013) 773÷776.
• [2] Myśliński P., Kamasa P., Wąsik A.: Aplication of temperature modulated relative dilatometry to determine temperatures of adhesion degradation between ceramic films and substrates. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 65 (2001) 553÷559.
• [3] Myśliński P., Precht W., Kukiełka L., Kamasa P., Pietruszka K., Małek P.: A possibility of application of MT DIL to the residual stresses analysis. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 77 (2004) 253÷258.
• [4] Myśliński P., Kamasa P., Gilewicz A., Staśkiewicz J.: Detection of mechanical effects of adhesive thin films on substrate using the modulated-temperature dilatometry (MT DIL). Journal of Thermal Anayslis Calorimetry 88 (2007) 737÷740.
• [5] Myśliński P.: Investigation of the thermal stability of the hard coatings by modulated temperature dilatometry. Vacuum (2009) 757÷760.
• [6] Raveh A., Zukerman I., Shneck R., Avni R., Fried I.: Thermal stability of nanostructure super hard coatings: A review. Surface & Coatings Technology 201 (2007) 6136÷6142.
• [7] Hultman L.: Thermal stability of nitride thin films. Vacuum 57 (2000) 1÷30.
• [8] Mitterer C., Mayrhofer P. H., Musil J.: Thermal stability of PVD hard coatings. Vacuum 71 (2003) 279÷284.
• [9] Hultman L., Engström C., Birch J., Johansson M. P., Oden M.: Review of the thermal and mechanical stability of TiN base thin films. Zeitschrift für Metallkunde 90 (1999) 803÷813.
• [10] Fitz C., Kolitsch A., Fukarek W.: Stress relaxation during annealing of boron nitride films. Thin Solid Films 389 (2001) 173÷179.
• [11] Bielawski M., Seo D.: Residual stress development in UMS TiN coatings, Surface & Coatings Technology 200 (2005) 1476÷1482.
• [12] Burakowski T.: Areologia. Wyd. Instytutu Technologii Eksploatacji, Radom (2007).
• [13] Myśliński P., Gilewicz A., Kamasa P.: Badanie stabilności termicznej adhezyjnych powłok przeciwzużyciowych metodą termomechaniczną. Inżynieria Materiałowa 4 (176) (2010) 1128÷1130.
• [14] Myśliński P.: Dylatometryczna metoda detekcji efektów termomechanicznych w systemach podłoże-powłoka PVD. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej (2011).
• [15] Szparaga Ł., Ratajski J.: Modelowanie stanów naprężeń w powłokach TiAlN/TiN/Cr z warstwami przejściowymi. Inżynieria Materiałowa 6 (2012) 622÷625.
• [16] Ratajski J., Szparaga Ł.: On transition functions and nonlinearity measures in gradient coatings. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 54/1 (2012) 83÷92.
• [17] Szparaga Ł., Ratajski J., Bartosik P.: Strain field analysis in nanoindentation test of gradient coatings. Archives of Materials Science and Engineering 64/2 (2013) 219÷227.
• [18] Szparaga Ł., Ratajski J.: Modelowanie ewolucji stanów naprężeń w wielowarstwowej powłoce CrN/Cr za pomocą MES. Inżynieria Materiałowa 4 (2011) 760÷764.
• [19] Szparaga Ł., Ratajski J., Zarychta A.: Multi objective optimization of wear resistant TiAlN and TiN coatings deposite by PVD techniques. Archives of Materials Science and Engineering 48/1 (2011) 33÷39.
• [20] Myśliński P. Zgłoszenie patentowe P.401594: Sposób detekcji metrologicznych efektów termomechanicznych w powłokach PVD.
• [21] Warcholiński B., Gilewicz A.: Powłoki przeciwzużyciowe CrN/CrCN na nożach strugarskich do obróbki drewna. Inżynieria Materiałowa 6 (2009) 516÷519.