Recent Advanced In Hard and Super- Hard Anti Wear Nanostructured and Composite Coating Technology

• Autorzy: Precht W.

Warianty tytułu

PL

Współczesne trendy w technologii nanostrukturalnych i kompozytowych twardych i supertwardych pokryć

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT 2007 : XVIII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVIII; 18-21.06.2007; Warszawa-Jachranka, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Unlike conventional coatings, nanostructured and composite coatings offer a combination of low friction and high wear resistance to sliding surfaces under a wide range of tribological conditions. Structurally, they consist of two or more phases that are mixed in a very special manner to provide a very dense structural morphology. These coatings may be super-hard and exhibit very low friction coefficient and very high wear and corrosion resistant. At present, several PVD and CVD techniques are available to reliably deposit nanostructured and composite coatings on several metallic and ceramic substances. Some of the films are self lubricating and may provide friction coefficients of less than 0.1, even under very harsh sliding conditions. Because of their low friction, those coatings can be very useful in extreme tribological application, such as aerospace and green manufacturing. For applications that involve high temperatures, the development of thermally stable, selflubricating coatings is essential. Recently, a crystal - chemical approach was introduced to understand better and classify lubricious oxides or oxide-forming nanocomposites. This approach may serve as a basis for the design of novel nanocomposite coatings, that can produce the kind of lubricious oxides, that are needed on sliding surface at high temperatures.

PL

W ostatnich latach wzrosło znacznie zainteresowanie wytwarzaniem i coraz szerszym wykorzystaniem wielofunkcyjnych, nanostrukturalnych i kompozytowych pokryć narzędzi i części maszyn. Użycie tych pokryć miało na celu zwiększenie sprawności, żywotności i wydajności maszyn i urządzeń oraz używanych narzędzi. Z uwagi na ich wyjątkowo wysokie właściwości mechaniczne, a zwłaszcza trybologiczne (super twardość, super wiązkość, niski współczynnik tarcia i zużycia, wysoką odporność na zmęczenie, korozję i erozję). Rozwój technologii nanostrukturalnych i nanokompozytowych supertwardych i niskotarciowych pokryć opartych na metodach CVD i PVD wywołał znaczący wpływ na poszerzenie ich zastosowań w przemyśle maszynowym, kosmicznym, informatycznym. biomedycznym i transporcie. W ostatnich latach obserwujemy rozwój specjalnych nanostrukturalnych pokryć elementów maszyn, które w czasie tarcia poślizgowego są w stanie wytwarzać trybowarstwy samosmarujące o bardzo niskim współczynniku tarcia. W przyszłości oczekuje się od zespołów badawczych opracowania technologii nanostrukturalnych i kompozytowych warstw uniwersalnych, które będzie można zastosować w każdych warunkach eksploatacyjnych, również w wysokich temperaturach.

Słowa kluczowe

PL

nanostrukturalne i kompozytowe pokrycia narzędzi; właściwości mechaniczne; właściwości trybologiczne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 3-4
• Strony: 712--714
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Precht W.

• Polish Navy University, Institute of Fundamental Technical Problems, Świdowicza 69, 69-103 Gdynia, Poland

Bibliografia

• 1. Leyland A. and Matthews A.(2000) On the singnificance of the H/E ratio in wear control: a nanocomposite coating approach to optimised tribological behaviour, Wear, 246, 1-11.
• 2. Veprek S. (2004) Superhard nanocomposities : design concept, properties, present and future industrial applicacions, Eur. Phys. J. App. Phys., 28, 313-317.
• 3. Donnet C. and Erdemir A. (2004) Historical developments and trends in tribological and solid lubricant coatings, Surf. Coat. Technol., 180 – 181, 76-84.
• 4. Erdemir A. (2005) Review of engineered tribological interfaces for improved boundary lubrication, Tribol. Int., 38, 249 – 256.
• 5. Karvankova P., Veprek-Heijman M.G.J. Zindulka, O. Bergmaier, A. and Veprek S. (2003) Superhard nc-TiN/a-BN and nc-TiN/a-TiBx/a-BN coatings prepared by plasma CVD and PVD: a comparative study of their properties, Surf. Coat. Technol., 163-164, 149-156.
• 6. Mitterer C. and Mayrhofer P.H. (2004) Desing of nanostructured hard coating for optimum performance, Key Eng. Mater., 264-268, 453-458.
• 7. Precht W., Czyżniewski A., (2003), Surf. Coat. Technol., 174-175, 979-983.
• 8. Zabiński I.S., Voerodin A.A., (1998) J. Vac.Sci. Technology, A16, 1890-1990
• 9. Jeon J. H., Choi S. R., Chung W. S., (2004) Synthesis and characterization of quaternary Ti-Si-C-N coatings prepared by a hybryd depositon technique, Surf. Coat. Technol., 188-189, 415-419.
• 10. Renevier N.M., Oosterling, H. Konig, U. Dautzenberg, H. Kim, B.J. Geppert, L. Koopmans, F.G. M., and Leopold J. (2003) Performance and limitation of hybrid PECVD (hard coating)- PVD magnetron sputtering (MoS2/Ti composite) coated inserts tested for dry high-speed milling of steel and grey cast iron, Surf. Coat. Technol., 163, 659-667.
• 11. Hovsepian, P.Eh., Kok, Y.N. Ehiasarin, A.P. Erdemir, A. Wen, J.G. and Petrov I. (2004) Structure and tribological behaviour of nanoscale multilayer C/Cr coatings deposited by the combined steered cathodic arc/unbalanced magnetron sputtering technique, Thin Solid Films, 447-448, 7-13.
• 12. Meng W.J., Tittsworth R.C., Jiang J.C., Feng B., Cao D. M., Winkler K., and Palshin V. (2000) Ti atomic bonding environment in Ti-containing hydrocarbon coatings, J. Appl. Phys., 88, 2415-2422.
• 13. Nesladek P. and Veprek S. (2000) Superhard nanocrystalline composites with hardness of diamond, Phys. Stat. Sol. A, 177, 53-62
• 14. Holmberg K., Matthews A. and Ronkainen H. (1998) Coatings tribology – contact mechanisms and surface desing, Tribol. Int., 31, 107-120
• 15. Kanakia M., Owens M. E., and Ling F. F. (1984) in Proceedings of Workshop on Fundamentals of High Temperature Friction and Wear with Emphasis on Solid Lubrication for Heat Engines, Industrial Tribology Institute, Troy, NY, pp. 19-38
• 16. Kanakia M. D. and Peterson M. B. (1987) Literature Review of the Solid Lubrication Mechanisms Interim Report, BFLRF #213, Southwest Research Institute, San Antonio, TX, pp. 6-18.
• 17. Erdemir A. (2000) A crystal-chemical approach to lubrication by solid oxides, Tribol. Lett., 8, 97-102.