Roughness Influence on Macro- and Micro-Tribology of Multi-Layered Hard Coatings on Carbon Fibre Polymer Composite

• Autorzy: Lackner J. M. , Major B. , Waldhauser W. , Mzyk A. , Major Ł. , Kot M.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0360

Warianty tytułu

PL

Wpływ chropowatości na makro- i mikro-tribologię wielowarstwowych twardych powłok na bazie zbrojonych włóknami kompozytów polimerowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Goal of this work is the investigation of roughness influences on the abrasive wear behaviour of magnetron sputtered multi- -layered, low-friction coatings on carbon-fibre reinforced polymers (CFRP). Higher coating roughness at similar CFRP quality was realized by higher deposition rates, leading to increased heat flux to the substrates during deposition. Thermal expansion of the epoxy matrix on the micro scale results in a wavy, wrinkled surface topography. Both in scratch and reciprocal sliding testing against alumina, the friction coefficients are lower for the smooth coatings, but their wear rate is higher due to low-cycle fatigue caused abrasion.

PL

Celem pracy jest badanie wpływów szorstkości na zużycia abrazyjne osadzonych magnetronowo wielowarstwowych powłoki o niskim współczynniku tarcia na bazie wzmocnionych włóknami węglowych polimerów (CFRP). Większa szorstkość powłoki przy podobnej jakości (CFRP) została uzyskana przez wyższe szybkości osadzania, co prowadziło do zwiększonego strumienia ciepła do podłoża podczas osadzania. Rozszerzalność cieplna matrycy epoksydowej w skali mikro pozwalała na uzyskanie falistej, pofałdowanej topografii powierzchni. Zarówno w teście zarysowania jak i ścierania z przeciwpróbką korundową uzyskano niższe współczynniki tarcia dla gładkich powierzchni zaś ich szybkość zużycia była wyższa ze względu na nisko-cyklowe zmęczenie wywołujace przetarcie.

Słowa kluczowe

EN

carbon fibre reinforced polymers; hard coatings; multi-layer; roughness; tribology

PL

polimery węglowe wzmocnione włóknami; twarde powłoki; powłoki wielowarstwowe; chropowatość; tribologia

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 3
• Strony: 2145--2151
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lackner J. M.

• Joanneum Research Forschungsges.M.B.H. Institute of Surface Technologies and Photonics, Functional Surfaces Workgroup, Leobner Strasse 94, 8712 Niklasdorf, Austria

autor

Major B.

• Polish Academy of Sciences, Institute of Metallurgy and Materials Sciences, ul. Reymonta 25, 30-059 Krakow, Poland

autor

Waldhauser W.

• Joanneum Research Forschungsges.M.B.H. Institute of Surface Technologies and Photonics, Functional Surfaces Workgroup, Leobner Strasse 94, 8712 Niklasdorf, Austria

autor

Mzyk A.

• Joanneum Research Forschungsges.M.B.H. Institute of Surface Technologies and Photonics, Functional Surfaces Workgroup, Leobner Strasse 94, 8712 Niklasdorf, Austria
• Polish Academy of Sciences, Institute of Metallurgy and Materials Sciences, ul. Reymonta 25, 30-059 Krakow, Poland

autor

Major Ł.

• Polish Academy of Sciences, Institute of Metallurgy and Materials Sciences, ul. Reymonta 25, 30-059 Krakow, Poland

autor

Kot M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Laboratory of Tribology and Surface Engineering, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] S. Guanhong, H. Xiaodong, J. Jiuxing, et al., Applied Surface Science 257, 7864 (2011).
• [2] S. M. Vyawahare, Doctoral dissertation, Wichita State University (2006).
• [3] L. Di, B. Liu, J. Song, et al., Applied Surface Science 257, 4272 (2011).
• [4] Y.S. Lin, C.H. Hu, C.A. Hsiao, Composites Science and Technology, 71, 1579 (2011).
• [5] M. Stueber, H. Holleck, H. Leiste, et al., Journal of Alloys and Compounds 483, 321 (2009).
• [6] J. M. Lackner, W. Waldhauser, P. Hartmann, et al., Thin Solid Films 520, 2833 (2012).
• [7] J. M. Lackner, W. Waldhauser, C. Ganser, et al., Surface and Coatings Technology 241, 80 (2014).
• [8] J. M. Lackner, L. Major, M. Kot, et al., Bulletin of the Polish Academy of Sciences: Technical Sciences 59, 343 (2011).
• [9] J. M. Lackner, W. Waldhauser, B. Major, et al., Thin Solid Films 534, 417 (2013).
• [10] J. Robertson, Materials Science and Engineering, R: Reports 37, 129 (2002).
• [11] A. Grill, Diamond and related materials 8, 428 (1999).
• [12] H. Ronkainen, S. Varjus, J. Koskinen, et al.. Wear 249, 260 (2001).
• [13] Y. Liu, A. Erdemir, E. I. Meletis, et al., Surface and Coatings Technology 82, 48 (1996).
• [14] Y. Pauleau, F. Thiery, Surface and Coatings Technology 180, 313 (2004).
• [15] Y. Pauleau, F. Thiery, V. Uglov, et al., Surface and Coatings Technology 180, 102 (2004).
• [16] H. Dimigen, H. Hübsch, R. Memming, R.. Applied Physics Letters 50, 1056 (1987).
• [17] V. V. Uglova, V. M. Anishchik, Y. Pauleau, et al., Vacuum 70, 181 (2003).
• [18] C. A. Charitidis, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials 28, 51 (2010).
• [19] J. M. Lackner, W. Waldhauser, M. Schwarz, et al., Vacuum 83, 302 (2008).
• [20] J. M. Lackner, W. Waldhauser, L. Major, et al., Computational and Structural Biotechnology Journal 6, 1 (2013).

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.