Ocena odporności powłok na bazie DLC na doraźne uszkodzenie w warunkach tarcia ślizgowego ze smarowaniem wodą i solą fizjologiczną

• Autorzy: Łubiński J.I. , Neyman A. , Sikora J.

Warianty tytułu

EN

Evaluation of DLC based coatings resistance to instantaneous damage under sliding friction conditions with distilled water or saline lubrication

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ramach programu badawczego właściwości tribologicznych cienkich powłok ceramicznych na bazie DLC (Diamond – Like – Carbon) wykorzystywanych w konforemnych skojarzeniach ślizgowych wykonano testy odporności na zużycie. Jako obszar docelowy wykorzystania badań w technice przyjęto łożyska ślizgowe smarowane wodą oraz zastosowania biomedyczne. Ze względu na te założenia wykorzystano jako podłoże stal nierdzewną ulepszaną cieplnie, a jako środki smarowe zastosowano wodę destylowaną oraz sól fizjologiczną do wlewów dożylnych. Do badań wykorzystano dwie odmiany powłoki – niemodyfikowane DLC oraz DLC modyfikowane domieszką wolframu. W trakcie opisywanych badań wykonano serię testów w celu wyznaczenia granicznych warunków wymuszenia, zdefiniowanego jako średnie naciski powierzchniowe oraz prędkość ślizgania, po przekroczeniu których następuje gwałtowne zniszczenie powłoki. Na podstawie wyników pomiarów opracowano aproksymowane charakterystyki granicznych wymuszeń w układzie p – v oraz pokrewnych dla badanych materiałów, smarów i zakresu parametrów wymuszenia.

EN

As a result of research on the evaluation of tribological properties of ultra thin DLC based ceramic coatings in flat sliding contacts lubricated with distilled water or saline a series of instantaneuos damage resistance tests was carried out. The research was targeted at water lubricated bearings and bio – medical applications, thus DLC coatings were deposited on annealed stainless steel substrate. Two types of coatings were used: hydrogenated unmodified DLC and tungsten modified DLC (DLC – W). In the paper results are presented of tests carried out to determine the p – v input parameters envelope for both coatings and both lubricants dividing mild wear of coatings from instantaneous damage leading to intense delamination of the coating. Results are given in the form of approximated boundary condition curves.

Słowa kluczowe

PL

powłoki ceramiczne; zużycie; metody badań; DLC; smarowanie wodą; smarowanie płynami ustrojowymi

EN

ceramic coatings; wear; test methods; DLC; water lubrication; body fluid lubrication

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 4
• Strony: 139--146
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Łubiński J.I.

autor

Neyman A.

autor

Sikora J.

• Politechnika Gdańska, Wydział Mechaniczny, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-952 Gdańsk

Bibliografia

• 1. Ronkainen H., Varjus S., Koskinen J., Holmberg K.: Differentiating the tribological performance of hydrogenated and hydrogen-free DLC coatings, Wear 249 (2001) 260-266.
• 2. Noda M., Umeno M.: Coating of DLC film by pulsed discharge plasma CVD, Diamond & Related Materials 14 (2005) 1791-1794.
• 3. Dearnaley G., Arps J.H.: Biomedical applications of diamond-like carbon (DLC) coatings: A review, Surface & Coatings Technology 200 (2005) 2518-2524.
• 4. Hauert R.: An overview on the tribological behavior of diamond-like carbon in technical and medical applications Tribology International 37 (2004) 991-1003.
• 5. Czyżniewski A., Precht W.: Deposition and some properties of nanocrystalline, nanocomposite andamorphous carbon-based coatings for tribological applications Journal of Materials Processing Technology 157-158 (2004) 274-283.
• 6. Liu E., Blanpain B., Shi X., Celis J.-P., Tan H.-S., Tay B.-K., Cheah L.-K., Roos J.R.: Tribological behaviour of different diamond-like carbon materials, Surface and Coatings Technology 106 (1998) 72-80.
• 7. Ronkainen H., Varjus S., Holmberg K.: Friction and wear properties in dry, water- and oil lubricated DLC against alumina and DLC against steel contacts, Wear 222 (1998) 120-128.
• 8. Yamamoto K., Matsukado K.: Effect of hydrogenated DLC coating hardness on the tribological properties under water lubrication, Tribology International 39 (2006)1609-1614.
• 9. Ronkainen H., Varjus S., Holmberg K.: Tribological performance of different DLC coatings in water-lubricated conditions, Wear 249 (2001) 267-271.
• 10. Hauert R., Muller U.: An overview on tailored tribological and biological behavior of diamond-like carbon, Diamond and Related Materials 12 (2003)171-177.
• 11. Field S.K., Jarratt M., Teer D.G.: Tribological properties of graphite-like and diamond - like carbon coatings, Tribology International 37 (2004) 949-956.
• 12. Wua J.-H., Karthikeyana S., Falkb M.L., Rigney D.A.: Tribological characteristics of diamond-like carbon (DLC) based nanocomposite coatings, Wear 259 (2005) 744-751.
• 13. Łubiński T.: Testing of friction dynamics on a tribometer PT-3/96. Proc. lst World Tribology Congress, London 1997.
• 14. Łubiński T., Druet K., Kobylański J.: Tribometer PT-3: a test machine for investigation of friction dynamics. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn, Zeszyt 2 (110), 1997.
• 15. Łubiński T., Druet K., Łubiński J.I.: Tribometr PT-3/96: Rozwój i zastosowanie. Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej, Mechanika, 1997.
• 16. Łubiński J.: Tribometr PT-3/99 - udoskonalone narzędzie do badania charakterystyk tribologicznych. XXIV Jesienna Szkoła Tribologiczna Polska tribologia Teoria i praktyka, Prace Naukowe Wydziału Materiałoznawstwa i Technologii Obuwia P. Radom. im. K. Pułaskiego nr 1(17), 2000.
• 17. Łubiński J., Druet K., Neyman A.: Wpływ cech konstrukcyjnych stanowiska badawczego na proces tarcia ślizgowego. Pr. Nauk. Inst. Konstr. i Ekspl. Masz. P. Wroc. 2002 nr 87, Konfer. nr 27, XXV Szkoła Tribol., Lądek-Zdrój 2002.
• 18. Łubiński T.: Testing of friction dynamics on a tribometer PT-3/96. Proc. lst World Tribology Congress, London 1997.