Kształtowanie struktury i właściwości warstw azotku chromu wytwarzanego w warunkach wyładowania jarzeniowego

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

Warianty tytułu

EN

The formation of structure and properties of chromium nitride produced using the glow discharge conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ze względu na aspekt ekologiczny proces chromowania galwanicznego zgodnie z dyrektywą Unii Europejskiej winien być zastąpiony przez inne technologie. Wytwarzanie powłok chromowych metodą elektrochemiczną wiąże się bowiem z zastosowaniem, jako głównego składnika kąpieli, trójtlenku chromu CrO3, w którym chrom na +6 stopniu utlenienia jest kancerogenny. Ponadto proces ten charakteryzuje się niską wydajnością prądową, co czyni go bardzo nieekonomicznym w przypadku wytwarzania warstw o grubości powyżej kilku mikrometrów. Dlatego poszukuje się nowych sposobów wytwarzania powłok chromowych i warstw azotku chromu, które mogą zastąpić w przyszłości szeroko stosowane powłoki chromu wytwarzane metodą elektrochemiczną. Duży aspekt praktyczny może mieć zupełnie nowa w skali światowej metoda wytwarzania powłok azotku chromu technologią hybrydową łączącą proces azotowania jarzeniowego i metodę PACVD z użyciem związków metaloorganicznych. Umożliwia ona obróbkę detali o skomplikowanych kształtach. W artykule przedstawiono mikrostrukturę i właściwości użytkowe, takie jak odporność korozyjną i odporność na zużycie przez tarcie warstw azotku chromu wytwarzanych w procesie hybrydowym polegającym na osadzaniu powłoki chromowej metodą PAMOCVD z ciekłego prekursora, jakim jest 2-etyloheksanian chromu (III) i wygrzewaniu tak wytworzonej powłoki w warunkach wyładowania jarzeniowego w atmosferze wodoru i azotu.

EN

Because of the ecological aspect the electrochemical process of obtaining chromium coatings should be replaced by other technologies. The production of chromium coating involves as the main component of the bath chromium trioxide CrO3 which is very carcinogenic. Moreover the current efficiency of this process is very low what makes it very uneconomical in order to obtain coatings several ?m thick. That is why the new method of obtaining the chromium and chromium nitride coating are searched. The new hybrid technology combining plasma nitriding and PACVD method with the use of metalorganic compounds could have the big practical aspect. This method can be applied for the details with complicated shapes. The paper presents the microstructure and useful properties like corrosion and wear resistance of chromium nitride layers produced by hybrid process which consists of first depositing of chromium coating by PAMOCVD method form liquid precursor 2-ethylheksanoate chromium (III) and then annealing so obtained coating in nitrogen and hydrogen atmosphere using the glow discharge conditions.

Słowa kluczowe

PL

powłoki z azotku chromu; technologia hybrydowa; metoda PAMOCVD

EN

chromium nitride layers; hybrid technology; PAMOCVD method

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 4
• Strony: 1234--1337
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sobiecki J. R.

autor

Wierzchoń T.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska,

Bibliografia

• [1] Maury F., Gueroudji L., Vahlas C.: Selection of metalorganic precursors for MOCVD of metallurgical coatings: application to Cr-based coatings. Surface and Coatings Technology 86-87 (1996) 316-324.
• [2] Gautier C., Machet J.: Study of the growth mechanism of chromium nitride films deposited by vacuum ARC evaporation. Thin Solid Films 295 (1997) 43-52.
• [3] Bertrand G., Savall C., Meunier C.: Properties of reactively RF magnetron sputtered chromium nitride coatings. Surface and Coatings Technology 96 (1997) 323-329.
• [4] Engel P., Schwartz G., Wolf G.K.: Corrosion and mechanical studies of chromium nitride films prepared by ion beam assisted deposition. Surface and Coatings Technology 98 (1998) 1002-1007.
• [5] Batchelor A. W., Fu Y., Zhu X., Tang E.: Development and characterization of CrN films by ion beam enhanced deposition for improved wear resistance. Wear 217 (1998) 159-166.
• [6] Wierzchoń T., Ulbin-Pokorska I., Sikorski K.: Corrosion resistance of chromium nitride and oxynitride layers under glow discharge conditions. Surface and Coatings Technology 130 (2000) 274-279.
• [7] Legg K. O., Graham M., Chang P., Rastagar F., Gonzales A., Sartwell B.: The replacement of electroplating Surface and Coatings Technology 81 (1996) 99-105.
• [8] Podsiadło S.: Azotki. WNT (1991).
• [9] Dasgupta A., Premkumar P. A., Lawrence F., Houben L., Kuppusami P., Luysberg M., Nagaraja K. S., Raghunathan V. S.: Microstructure of thin chromium nitride coating synthesized using plasma assisted MOCVD technique. Surface and Coatings Technology 201 (2006) 1401-1408.
• [10] Premkumar P. A., Kuppusami P., Dasgupta A., Mallika C., Nagaraja K. S., Raghunathan V. S.: Plasma assisted chemical vapour deposition of Cr coatings using chromium III acetyloacetonate vapour source. Materials Letters 61 (2007) 50-53.
• [11] Jansen F.: Handbook of thin film process technology. Editors Glocker D. A., Shah S. I.: Bristol (UK): IOP; (1995).