Ocena właściwości tribologicznych podłoży poliuretanowych z warstwami węglowymi wytworzonymi plazmowymi technikami CVD

• Autorzy: Kaczorowski W.

Warianty tytułu

EN

Estimation of tribological properties of carbon coatings deposited onto polyurethane using plasma CVD techniques

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Warstwy węglowe dzięki swoim dobrym właściwościom znajdują zastosowanie w różnych, często odległych dziedzinach, takich jak elektronika oraz obróbka skrawaniem (jako pokrycia narzędzi skrawających). Modyfikacjom za pomocą tego rodzaju warstw poddaje się szeroki zakres materiałów - od podłoży metalicznych (np. stalowych, ze stopów tytanu, kobaltu) przez krzemowe, aż po podłoża polimerowe. Wybór modyfikowanego podłoża oraz jego przeznaczenie stanowią podstawę opracowywanych technologii wytwarzania warstw węglowych. Przedstawione rezultaty stanowią część prac związanych z optymalizacją modyfikacji podłoży poliuretanowych dla potrzeb projektu "Polskie Sztuczne Serce". Podczas badań na podłożach polimerowych wytworzone zostały warstwy węglowe za pomocą metody MW/RF PACVD (microwave/radio frequency plasma assisted chemical vapor deposition). W pracy przedstawiono wpływ parametrów procesów na właściwości tribologiczne uzyskiwanych pokryć. Porównane zostały właściwości warstw wytworzonych w plazmie generowanej częstotliwością mikrofalową, mikrofalowo-radiową oraz radiową przy rożnych ustawieniach podłoży w komorze reaktora. Dokonano oceny uzyskanych wyników oraz wytypowano najbardziej obiecujące warstwy pod względem odporności na zużycie.

EN

Good properties of carbon layers make these films very attractive material for many different applications in many fields such as electronics or cutting tools. Modification processes conduced using carbon layers can be applied to wide spectra of materials from metallic substrates (titanium and cobalt alloys), through silicon samples up to polymer specimens. Selection of the type of material and its employment area are the fundamental rules in the deposition technologies. In present work tribological properties of carbon layers deposited onto polyurethane using MW/RF PACVD (microwave/radio frequency plasma assisted chemical vapor deposition) method were investigated. Optimization of carbon film on polyurethane substrates can be helpful in improvement of artificial heart chambers design. All results obtained in this field attend to work out the new generation of cardiosurgical implants within the confines of multiyear Project "Polish Artificial Hart". The influence of the type of plasma discharge (radio, microwave/radio, microwave frequency) and samples position in the reaction chamber onto tribological properties were investigated. On the basis of conducted investigations the most promising carbon coating (with good tribological properties) was designated.

Słowa kluczowe

PL

warstwy węglowe; poliuretan; tribologia

EN

carbon coatings; polyurethane; tribology

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 4
• Strony: 1005--1008
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kaczorowski W.

• Wydział Mechaniczny, Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka,

Bibliografia

• [1] Niedzielski P.: Warstwy węglowe na narzędzia skrawające. Zeszyty naukowe Nr 955, Politechnika Łódzka (2005).
• [2] Mitura S., Mitura A., Niedzielski P., Couvrat P.: Nanocrystalline diamond coatings. Chaos, Solitons & Fractals 10 (12) (1999) 2165-2176.
• [3] Mednikarov B., Spasov G., Babeva Tz., Pirov J., Sahatchieva M., Popov C., Kulisch W.: Optical properties of diamond-like carbon and nanocrystalline diamond films. Journal of Optoelectronics and Advanced Materials 7 (3) (2005) 1407-1413.
• [4] Buijnsters J. G., Shankar P., Van Enckevort W. J. P., Schermer J. J., Meulen J. J.: The adhesion of hot-filament CVD diamond films on AISI type 316 austenitic stainless steel. Diamond and Related Materials 13 (2004) 848-857.
• [5] Baragetti S., Lusvarghi L., Bolelli G., Tordini F.: Fatigue behaviour of 2011-T6 aluminium alloy coated with PVD WC/C, PA-CVD DLC and PE-CVD SiOx coatings. Surface & Coatings Technology 203 (2009) 3078-3087.
• [6] Ryohei Matsumoto, Keisuke Sato, Kazuhide Ozeki, Kenji Hirakuri, Yasuhiro Fukui: Cytotoxicity and tribological property of DLC films deposited on polymeric materials. Diamond & Related Materials 17 (2008) 1680-1684.
• [7] Rożek Z., Kaczorowski W., Lukas D., Louda P., Mitura S.: Potential applications of nanofiber textile covered by carbon coatings. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 27 (1) 2008 35-38.
• [8] Zimmermann T., Janischowsky K., Denisenko A., Herna´ndez Guille´n F. J., Kubovic M., Gruen D. M., Kohn E.: Nanocrystalline diamond pnstructure grown by hot-filament CVD. Diamond & Related Materials 15 (2006) 203-206.
• [9] Askari S. J., Chen G. C., Lu F. X.: Growth of polycrystalline and nanocrystalline diamond films on pure titanium by microwave plasma assisted CVD process. Materials Research Bulletin 43 (2008) 1086-1092.
• [10] Kocourek T., Jelinek M., Vorlícek V., Zemek J., Janca T., Žížková V., Podlaha J., Popov C.: DLC coating of textile blood vessels using PLD. Applied Physic A 93 (2008) 627-632.
• [11] Oliveira Jr. M. H., Silva D. S., Côrtes A. D. S., Namani M. A. B., Marques F. C.: Diamond like carbon used as antireflective coating on crystalline silicon solar cells. Diamond & Related Materials 18 (2009) 1028-1030.
• [12] Uhlmann E., Koenig J.: Analysis of the manufacturing chain of CVD diamond coated shaft type cutting tools. Prod. Eng. Res. Devel. 4 (2010) 211-220.
• [13] Kaczorowski W., Batory D., Niedzielski P.: Application of microwave/ radio frequency and radio frequency/magnetron sputtering techniques in polyurethane surface modification. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 37 (2) 2009 286-291.
• [14] Kaczorowski W., Niedzielski P.: Morphology and growth process of carbon films prepared by microwave/radio frequency plasma assisted CVD. Advanced Engineering Materials 10 (7) 2008 651-656.
• [15] Kaczorowski W., Niedzielski P., Mitura S.: Wytwarzanie warstw węglowych w nowym reaktorze MW/RF. Inżynieria Biomateriałów 43-44 (2005) 28.
• [16] Kaczorowski W., Niedzielski P., Mitura S.: Charakteryzacja warstw węglowych wytwarzanych metodą MW/RF PACVD. Inżynieria Materiałowa 5 (2005) 236.
• [17] Riadh Elleuch, Khaled Elleuch, Boudour Salah, Hassan Zahouani: Tribological behavior of thermoplastic polyurethane elastomers. Materials and Design 28 (2007) 824-830.