Właściwości tribologiczne anodowych warstw tlenkowych modyfikowanych cząstkami węgla i nanorurkami

• Autorzy: Służałek G. , Duda P. , Wistuba H.

Warianty tytułu

EN

Tribological properties of oxide anodic layers modified with carbon particles and nanotubes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Powłoki tlenkowe są znane i stosowane od wielu lat. Coraz wyższe wymagania stawiane skojarzeniom bezsmarowym lub z ograniczonym smarowaniem zainicjowały próby ich modyfikacji. Modyfikacje zachowują wszystkie zalety warstwy tlenkowej i poprawiają jej właściwości eksploatacyjne (np. zmniejszenie współczynnika tarcia lub intensywności zużywania współpartnerów). W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych modyfikowanych warstw APT w skojarzeniu z tworzywem PEEK/BG w układzie trzpień–tarcza. W pracy przebadano anodowe warstwy tlenkowe, które otrzymano na stopie aluminium EN AW-5251 w elektrolicie trójskładnikowym. Zastosowano trzy rodzaje modyfikacji warstwy tlenkowej: w postaci dodatku proszku grafitu do elektrolitu w czasie wytwarzania, napylając próżniowo za pomocą elektrody grafitowej oraz modyfikując warstwę bazową nano-cząsteczkami. Jako punkt odniesienia zastosowano niemodyfikowaną warstwę tlenkową. W wyniku modyfikacji uzyskano poprawę charakterystyk tribologicznych we współpracy warstwy z tworzywem PEEK/BG, szczególnie dla przypadku modyfikacji nanorurkami. Istotnie mniejsze były wartości początkowego i ustabilizowanego współczynnika tarcia, co wpłynęło na większą stabilność wymiarową podczas eksperymentów. Wbrew oczekiwaniom powłoka tlenkowa, którą wytwarzano w elektrolicie trójskładnikowym z dodatkiem proszku grafitu nie uzyskała istotnie mniejszych wartości współczynnika tarcia, w porównaniu z warstwą niemodyfikowaną, natomiast intensywność zużywania się tworzywa PEEK/BG była większa.

EN

Oxide coatings are known and have been used for many years. Higher and higher requirements, which lubricant free couplings or couplings with limited lubrication have to meet, initiated trials of their modification. Modifications preserve all advantages of the oxide layer, and they improve their operating properties (e.g. a decrease in the friction coefficient or wear intensity of co-partners). Tribological test results of the modified APT layers in a coupling with the PEEK/BG material in the mandrel-disk system are presented in the article. Oxide anodic layers, which were obtained on the EN AW-5251 aluminum alloy in the ternary electrolyte, have been examined in the work. Three types of the oxide layer modification were used in a form of an addition of graphite powder to the electrolyte during the production; by vacuum sublimation by means of a graphite electrode, and modifying the base layer with nano-particles. The non-modified oxide layer was used as a reference point. The modification resulted in an improvement of tribological characteristics in co-operation of the layer with the PEEK/BG material, in particular, for the modification with nano-tubes. Values of the initial and stabilised friction coefficient were significantly lower, which had an influence on higher dimension stability during experiments. In spite of the expectations the oxide coating, which was made in the ternary electrolyte with the graphite powder addition did not have significantly lower values of the friction coefficient comparing to the non-modified layer, while the wear intensity of the PEEK/BG material was higher.

Słowa kluczowe

PL

anodowa powłoka twarda; nanomateriały; tarcie; zużycie; właściwości tribologiczne

EN

anodic hard layer; nanomaterials; friction; wear; tribological properties

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 2
• Strony: 241--250
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys.

Twórcy

autor

Służałek G.

autor

Duda P.

autor

Wistuba H.

• Zakład Technologii Warstw Powierzchniowych, Katedra Materiałoznawstwa, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski, ul. Śnieżna 2, 41-200 Sosnowiec

Bibliografia

• 1. Lu Z.P., Friedrich K.: On sliding friction and wear of PEEK and its composites. Wear, 181-183 (1995), 624-631.
• 2. Instrukcja obsługi napylarki Jeol IEE-4B.
• 3. Fuertes A.B.: Template synthesis of carbon nanotubules by vapor deposition polymerization. Carbon 40 (2002), 1600-1602.
• 4. Lee J.S., Gu G.H., Kim H., Jeong K.S., Bae J., Suh J.S.: Growth of carbon nanotubes on anodic aluminium oxide templates: fabrication of a tube-intube and linearly joined tube. Chem. Mater 13 (2001), 2387-2391.