Zastosowanie azotku boru jako materiału smarującego w porowatych łożyskach ślizgowych

• Autorzy: Mróz W. , Budner B. , Czwartos J. , Gocman K. , Prokopiuk A. , Kałdoński T.

Warianty tytułu

EN

Application of the boron nitride as a lubricate material for porous sliding bearings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Heksagonalny azotek boru (h-BN) jest materiałem, który z uwagi na mały współczynnik tarcia może być wykorzystywany jako materiał smarujący, mogący w niektórych zastosowaniach zastąpić oleje i smary. W prezentowanej pracy był on wykorzystany w dwojaki sposób: w postaci proszku jako dodatek do materiału konstrukcyjnego tulei porowatych łożysk ślizgowych oraz w postaci warstw osadzanych na powierzchni tulei metodą PLD z wykorzystaniem lasera ArF (? = 193 nm). Podłoża i osadzone warstwy BN zostały scharakteryzowane metodą spektroskopii fotoelektronów rentgenowskich (XPS) oraz spektroskopii Ramana. Właściwości smarujące osadzonych warstw zostały określone na podstawie wyznaczonych współczynników tarcia w teście przeprowadzonym w ruchu posuwisto-zwrotnym metodą kula-płaszczyzna. Uzyskane wyniki wskazują na zmniejszenie współczynnika tarcia w porównaniu z materiałem niemodyfikowanym zarówno w przypadku pokrycia tulei warstwą BN, jak i w wyniku dodania do materiału sproszkowanego BN. Uzyskane wartości współczynnika tarcia są również zbliżone do wartości wyznaczonych dla tulei nasączonych olejem Antykol TS 120.

EN

Hexagonal boron nitride (h-BN) is a lubricate material with small friction coefficient, which can be used as an altternative to oils or greases. Two kinds of h-BN were presented in this paper: a h-BN powder used as a suplement for a structural material of the bush of the porous sliding bearings and as a thin films deposited on the bush surfaces using PLD method with ArF laser (with ? = 193 nm). Both bush surfaces and deposited BN films were characterized using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Raman spectroscopy methods. On the basis of frictional coefficient observed during reciprocating motion test using ball on flat method the sliding properties of deposited films were determined. The results of an experiment shows that for both the bush covered with BN films and bush with BN powder in their structure the frictional coefficient is smaller than for the unmodified bushes. These results are similar to friction coefficient values for bushes impregnated with Antykol TS 120 oil.

Słowa kluczowe

PL

warstwy BN; PLD; spektroskopia fotoelektronów rentgenowskich (XPS)

EN

BN films; PLD; X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 4
• Strony: 612--615
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mróz W.

autor

Budner B.

autor

Czwartos J.

autor

Gocman K.

autor

Prokopiuk A.

autor

Kałdoński T.

• Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna,

Bibliografia

• [1] Mróz W., Kosydar R., Jelinek M., Kocourek T., Major B.: Phase formation and microstructure of boron nitride thin layers deposited using Nd;YAG and KrF lasers. Surface & Coating Technology 200 (2006) 6438÷6443.
• [2] Kałdoński T.: Opracowanie, badania i przygotowania do wdrożenia w technice wojskowej porowatych łożysk ślizgowych nowej generacji, o zwiększonej nośności i trwałości impregnowanych ekologicznymi smarami zawierającymi dobrane surfaktanty, w tym ciecze jonowe. PBR OR0000/2904.
• [3] Mróz W.: Funkcjonalne, gradientowe i wielowarstwowe struktury nanometrowej grubości, osadzone metodą laserowej ablacji. Inżynieria Materiałowa 6 (166) (2008) 699÷706.
• [4] Luculescu C. R., Miyake H., Sato S.: Deposition of BN thin films onto Si(100) substrate by PLD with nanosecond and femtosecond pulses in nitrogen gas background. Applied Surface Science 197-198 (2002) 499÷504.
• [5] Pawlak Z., Kałdoński T., Pai R., Bayraktar E., Oloyede A.: A comparative study on the tribological behavior of hexagonal boron nitride as lubricating micro-particles: an additive in porous sliding bearings for a car clutch. Wear 267 (2009) 1198÷1202.
• [6] Chen Y., Yang S., Zhang J.: The influence of processing gas on the mechanical properties of sputtered B-C-N-H films. Applied Surface Science 255 (2009) 8575÷8581.
• [7] Panayiotatos Y., Logothetidis S., Handrea M., Kautek W.: Homogeneous and amorphous sputtered sp3-bonded BN films at RT: a stress, spectroscopic ellipsometry and XPS study. Diamont and Related Materials 12 (2003) 1151÷1156.