Właściwości tribologiczne cienkich warstw TiC-aC:H implantowanych krzemem

• Autorzy: Gulbiński W. , Warcholiński B. , Suszko T. , Gilewicz A. , Kukliński Z.

Warianty tytułu

EN

Tribological properties of TiC-aC:H implanted by silicon thin films

• Konferencja: Krajowa Konferencja ,,Nowe Materiały - Nowe Technologie w Przemyśle Okrętowym i Maszynowym" (III; 28.05 - 01.06.2006; Międzyzdroje, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zainteresowanie cienkowarstwowymi powłokami przeciwzużyciowymi wynika z ich atrakcyjnych właściwości. Powłoki wytwarzane na bazie węglika tytanu charakteryzują sie dużą odpornością na zużycie przez tarcie, wysoką twardością wysoką temperaturę topnienia, dobrą odpornością korozyjną i cieplną. Sprawia to, że są one szeroko stosowane w wielu gałęziach przemysłu, znacznie wydłużając żywotność elementów maszyn. W pracy przedstawione zostały wyniki badań nad cienkimi warstwami TiC-aC:H otrzymywanymi metodą reaktywnego, impulsowego rozpylania magnetronowego, a następnie implantowanych krzemem. Warstwy nanoszone były na ulepszane cieplnie podłoża ze stali 4H13. Przedstawiono wyniki pomiarów składu chemicznego, badań rentgenowskich, pomiarów mikrotwardości warstw oraz rezultaty badań tribologicznych prowadzonych w układzie kula-płaszczyzna w atmosferze powietrza o normalnej wilgotności w temperaturze pokojowej i 100 stop. C .

EN

TiC based coatings are known for their high wear resistance, high hardness, high melting point, good corrosion and thermal resistance. It makes that they are applied in many industrial branches, significantly extend the lifetime of machine parts. Thin films of TiC-aC:H were deposited on 4H13 steel substrates by reactive magnetron sputtering of Ti target in Ar-C2H2 atmosphere and then implanted with silicon (Fig. 1). The paper presents chemical (Fig. 2 and 3) and phase composition studies (Fig.4), hardness (Fig.5), and dry friction coefficient measurements at room and at elevated to 100 degree C temperature (Fig. 6) The implantation significantly decrease hardness of the films as well as friction coefficient – from 0.28 for pure TiC film to 0.16 for films containing 8 at. % Si at room temperature and decrease to 0.03 at elevated temperature.

Słowa kluczowe

PL

właściwości trybologiczne; warstwa TiC-aC:H; implantowanie krzemem

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 27, nr 3
• Strony: 395--398
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Gulbiński W.

autor

Warcholiński B.

autor

Suszko T.

autor

Gilewicz A.

autor

Kukliński Z.

• Politechnika Koszalińska, Katedra Fizyki

Bibliografia

• [1] Koutzaki S. H, Krzanowski J. E., Nainaparampril J. J., Structure and mechanical properties of Ti-Si-C coatings deposited by magnetron sputtering, Journal of Vacuum Science and Technology A, 19(2), 1912-1918, 2001
• [2] Krzanowski J. E., Koutzaki S. H, Mechanical properties of sputter deposited titanium-silicon-carbon films, Journal of the American Ceramic Society, 84(3), 672-674, 2001
• [3] Patscheider J., Zehnder T., Diserens M., Structure-performance relations in nanocomposite coatings, Surface Coatings & Technology, 146-147, 201-208, 2001
• [4] Gulbiński W., Mathur S., Shen H, Suszko T., Gilewicz A., Warcholiński B. Evaluation of phase composition, microstructure and properties in TiC/a-C:H thin films deposited by magnetron sputtering, Applied Surface Science, 239(3–4), 302-310, 2005
• [5] Han D.-S., Keun Song P., Cho K.-M., Park Y.H. Kim K.H., Synthesis and mechanical properties of Ti-Si-C films by a plasmaenhanced chemical vapor deposition, Surface Coatings & Technology, 188-189, 446–451, 2004
• [6] Choi J. B., Cho K, Lee M.-H., Kim K. H, Effects of Si kontent and free Si on oxidation behavior of Ti-Si-N coating layers, Thin Solid Films, 447–448, 365-370, 2004
• [7] Diserens M., Patscheider J., Levy F., Mechanical properties and oxidation resistance of nanocomposite TiN-SiNx physical vapor deposited thin films, Surface Coatings & Technology, 120-121, 158-165, 1999
• [8] Gulbiński W., Deposition of thin films by sputtering, wolumen 55 serii NATO Science Series II, Kluwer Academic Publishers, 309-333, 2002
• [9] Gulbiński W., Gilewicz A., Suszko T., Kukliński Z, Warcholiński B., Właściwości tribologiczne cienkich warstw węglika tytanu nanoszonych metodą reaktywnego rozpylania magnetronowego, Inżynieria Powierzchni, 4, 51-57, 2004
• [10] Ziegler J.F., Biersack J.P., Littmark U., w Ziegler J.F. (Ed) “The stopping and Range of Ions in Solids” Vol. 1, Pergamon, New York, 1985
• [11] Gulbiński W., Gilewicz A., Suszko T., Kukliński Z., Warcholiński B., Metoda wyznaczania mikrotwardości cienkich warstw, Zeszyty Naukowe Wydziału Mechanicznego, Politechnika Koszalińska, 33, 57-66, 2004
• [12] Korsunsky A. M., McGurk M. R, Bull L S. J., Page T. F., On the hard-ness of coated systems, Surf. Coat. Technol., 99, 171-183, 1998
• [13] Zehnder R, Patscheider J., NanocompositeTiC/aC:H hard coatings deposited by reactive PVD, Surf. Coat. Technol., 133- 134, 138-144, 2000