Właściwości tribologiczne powłok diamentopodobnych smarowanych cieczami jonowymi

• Autorzy: Madej M. , Ozimina D.

Warianty tytułu

EN

The tribological properties of diamond-like carbon coatings under ionic liquids lubrication

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań powłok diamentopodobnych typu TiN/ /a-C:H:W otrzymywanych techniką fizycznego osadzania z fazy gazowej PVD na elementach ze stali SW7M. Strukturę i topografię powłoki badano z użyciem skaningowego mikroskopu elektronowego – SEM oraz profilometru. Analizy składu chemicznego wykonano z zastosowaniem spektroskopii wyładowania jarzeniowego GDOES. Właściwości tribologiczne badano z użyciem testera T-01M podczas tarcia technicznie suchego i smarowania wybranymi cieczami jonowymi: tetrafluoroboranem 1-butylo-3-metyloimidazoliowym, BMIBF4 oraz bis(trifluorometylosulfonylo)amidkiem triheksylotetradecylofosfoniowym. Wyniki otrzymane podczas zrealizowanych badań wykazały, że zastosowanie powłok diamentopodobnych zdecydowanie poprawia właściwości tribologiczne, które dodatkowo mogą być zwiększane poprzez zastosowanie cieczy jonowych.

EN

This paper presents the results of TiN / a-C: H: W diamond like carbon coatings deposited using the physical vapour deposition PVD process on SW7M steel. The topography and cross-section analysis of the coatings were examined using a scanning electron microscope – SEM. Analysis of chemical composition was performed by using glow discharge spectroscopy GDOES and energy dispersive spectroscopy EDS. The tribological properties were tested using T-01M tester. In friction pairs operating under dry friction conditions, the elements coated with diamond-like carbon had better tribological properties than elements without coatings. Similar results were obtained for boundary lubrication conditions with 1-butyl-3-methyl-imidazolium tetrafluoroborate (BMIBF4) and trihexyltetradecylphosphonium bis(trifluoromethylsulfonyl)amide ionic liquids as the lubricants. The results obtained during the tests carried out indicated that the application of diamond coatings considerably improves tribological properties. Additionally the use of ionic liquids resulted in an increase in the friction properties of the systems.

Słowa kluczowe

PL

powłoka diamentopodobna; DLC; PVD; SEM; ciecze jonowe; tarcie; zużycie tribologiczne

EN

diamond-like carbon coatings (DLC); PVD coatings; SEM; ionic liquids; friction; tribological wear

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 4
• Strony: 73--84
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Madej M.

• Politechnika Świętokrzyska w Kielcach, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, Al. 1000- -lecia PP 7, 25-314 Kielce, Polska

autor

Ozimina D.

• Politechnika Świętokrzyska w Kielcach, Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn, Al. 1000- -lecia PP 7, 25-314 Kielce, Polska

Bibliografia

• 1. Burakowski T., Wierzchoń T.: Surface Engineering of Metals. CrC Press. Boca – Raton – London – New York – Washington D.C., 1999.
• 2. Madej M.: The effect of TiN and CrN interlayers on the tribological behavior of DLC coatings, Wear, 317, 2014, 179–187.
• 3. Szczerek M., Wiśniewski M. (red.): Tribologia i tribotechnika, ITeE, Radom 2000.
• 4. Aisenberg S., Chabot R.: Ion-beam deposition of thin film soft diamondlike carbon, Journal Applied Physics, 42, 1971, 2953–2956.
• 5. Abdollah M., Yamaguchi Y., Akao T., Inayoshi N., Miyamoto N., Tokoroyama T., Umehara N.: Deformation-wear transition map of DLC coating under cyclic impact loading, Wear, 274–275, 2012, 435–441.
• 6. Bosman M., Keast Y., Watanabe M., McCulloch D., Shakerzadeh M., Teo E., Tay B.: Quantitative, nanoscale mapping of sp2 percentage and crystal orientation in carbon multilayers, Carbon, 47, 2009, 94–101.
• 7. Donnet C., Erdemir A. (Editors): Tribology of diamond-like carbon films. Fundametals and applications, Springer, New York 2008.
• 8. Kalin M., Velkavrh I.: Non-conventional inverse – Stribeck – curve behaviour and other characteristics of DLC coatings in all lubrication regimes, Wear 297, 2013, 911–918.
• 9. Michalczewski R., Piekoszewski W.: Wear and friction of low friction coatings in dry conditions, Finish Journal of Tribology, 26, 2007, 9–21.
• 10. Ozimina D., Madej M.: Ocena właściwości jedno- i wielowarstwowych powłok DLC, Tribologia 2, 2010, 119–135.
• 11. Zdravecká E., Suchánek J., Vojs M., Tkáčová J., Gmiterko A., Madej M.: Study of DLC coatings on micro and macro level, Proc. EUROCORR 2007, Freiburg, 2007, 321–326.
• 12. Hintermann H.: Adhesion, friction and wear of thin hard coatings, Wear, 100, 1984, 301–312.
• 13. Kałdoński T.J., Stańczyk M., Gryglewicz Ł., Kałdoński T.: Wstępne badania właściwości smarnościowych i powierzchniowych wybranych cieczy jonowych, Biuletyn WAT, Vol. LXI, nr 1, 2012, 280–297.
• 14. Zhou F., Liang Y., Liu W.: Ionic liquids lubricants: designed chemistry for engineering applications, Chemical Society Reviews, 38, 2009, 2590–2599.
• 15. Madej M., Marczewska-Boczkowska K., Ozimina D.: Wpływ wolframu na odporność powłok diamentopodobnych stosowanych w przemyśle chemicznym, Przemysł Chemiczny, 93/4, 2014, 500–505.
• 16. Greaves T., Drummond C.: Protic ionic liquids: properties and applications, Chemical Reviews, 108, 2008, 206–237.
• 17. Marczewska-Boczkowska K.: Badania właściwości korozyjnych nowoczesnych środków smarnych – dialkiloimidazoliowych cieczy jonowych, Wyd. Politechniki Lubelskiej, Lublin 2010.
• 18. Minami I.: Ionic liquids in tribology, Molecules, 14, 2009, 2286–2305.