Wpływ wyżarzania w niskotemperaturowej plazmie na własności użytkowe warstw kompozytowych typu warstwa azotowana+Ti(N,C,O)

• Autorzy: Mańkowski P. , Sobiecki J.R. , Wierzchoń T.

Warianty tytułu

EN

Effect of annealing in low-temperature plasma on the performance properties of the nitrided layer+Ti(N,C,O) type composite layers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono nowy sposób kształtowania składu chemicznego i właściwości warstw kompozytowych typu warstwa azotowana+Ti(N,C,O), polegający na wygrzewaniu jej w plazmie wodorowo-azotowej wyładowania jarzeniowego. Warstwy te zostały wytworzone przy zastosowaniu mieszaniny gazowej złożonej z par tetraizopropoksytytanu, wodoru i azotu w temperaturze 500°C na uniwersalnym stanowisku do obróbek jarzeniowych (rys. 1). W ten sposób w strefie wierzchniej tlenowęgloazotku tytanu zwiększa się zawartość azotu, a zmniejsza zawartość tlenu i węgla, co korzystnie wpływa na chropowatość powierzchni (rys. rys. 2 i 3) i właściwości użytkowe, jak np. odporność na zużycie przez tarcie (rys. 4).

EN

The paper presents a new method of modifying the chemical composition and properties of the composite layers of the nitrided layer+Ti(N,C,O) type. The method consists of annealing the layer in a glow discharge generated by hydrogen-nitrogen plasma. The layers were produced in a universal apparatus designed for glow discharge treatments (Fig. 1), using a gaseous mixture composed of the tetraisopropoxytitanium vapours, hydrogen and nitrogen. The proeess was conducted at a temperature of 500°C. The final annealing does not affect the thickness of the Ti(N,C,O) but it influences on the chemical composition of the coating. It increases the nitrogen content in the near-surface titanium oxycarbonitride layer, whereas the oxygen and carbon contents decrease, this also reduces the roughness of the surface (Figs 2 and 3), and improves the performance properties, such as the frictional wear resistance (Fig. 4). The action of hydrogen is responsible for the changes in the chemical composition especially in the decreasing the oxygen and carbon content. The schcme of the formation of the composite layer nitrided+Ti(N,C,O) type subjected to the final annealing in the hydrogen and nitrogen atmosphere is proposed (Fig. 6).

Słowa kluczowe

PL

proces PACVD; wyładowanie jarzeniowe; warstwa kompozytowa; struktura; właściwości

EN

PACVD process; structure; properties; composite layers; glow discharge

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 4, nr 9
• Strony: 74--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Mańkowski P.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Sobiecki J.R.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

autor

Wierzchoń T.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej, ul. Wołoska 141, 02-507 Warszawa

Bibliografia

• [1] Rie K.T., Recent advances in plasma diffusion processes, Surface and Coatings Technology 1999, 1-3, 12, 56-61.
• [2] Burakowski T., Wierzchoń T., Surface Engineering of Metals, CRC Press LLC, Boca Raton, New York, London 1999.
• [3] Postępy nauki o materiałach inżynierii materiałowej, praca zbiorowa T. Wierzchoń, Współczesna inżynieria powierzchni, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002, 287-306.
• [4] Hoppe S., Elwart J., Moglichkeiten der Kombination des Plasmanitrierens mit Oberflachentechnologien, Elektrowarme International 1995, 53, B4, B229-235.
• [5] Polska Norma PN-83/H-04302, (1983).
• [6] Mozetic M., Discharge cleaning with hydrogen plasma, Vacuum 2001, 61. 367-371.
• [7] Crosseley A., Sofield C.J., Sugden S., Clampit R., Bradley C., In-situ low temperature cleaning of silicon surfaces using hydrogen atoms, Vacuum 1995, 46, 7 667-672.
• [8] Sharda T., Misra D.S., Avasthi D.K., Mehta G.K., Dissociation kinetics of molecular hydrogen in a microwave plasma and its influence on the hydrogen content in diamond films, Solid State Communications 1996, 98, 10, 879-883.
• [9] Egert P., Maliska A.M., Silva H.R.T., Speller C.V., Decarburation during plasma nitriding, Surface and Coatings Technology 1999, 221, 33-38.