Wpływ cienkich powłok SiO2 oraz TiO2 otrzymywanych metodą zol-żel na właściwości pary ślizgowej metal-polimer

• Autorzy: Ptak A. , Tkaczyk M. , Donesz-Sikorska A.

Warianty tytułu

EN

The effect of SiO2 and TiO2 thin coatings obtained by the sol-gel method on metal-polymer sliding couples

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badania tribologiczne zostały przeprowadzone dla cienkich powłok jednowarstwowych oraz trójwarstwowych SiO2 i TiO2 otrzymanych metodą zol-żel na podłożu metalicznym przy użyciu techniki dip-coating. Wcześniejsze badania [L. 1] (spektroskopia ramanowska, SEM, rentgenowskie pomiary dyfrakcyjne i inne) wykazały, iż powłoki otrzymywane tą metodą posiadają odpowiednie właściwości wymagane do zastosowania ich w przemyśle medycznym, chemicznym bądź spożywczym. W niniejszej pracy podjęto próbę analizy wpływu cienkich powłok otrzymanych metodą zol-żel na współczynnik tarcia kinetycznego dla trzech różnych wartości nacisku jednostkowego (0,1; 0,25; 0,5 MPa)] dla pary ślizgowej typu metal–polimer. Badania przeprowadzono na standardowym stanowisku tribologicznym typu pin-on-disc w warunkach tarcia technicznie suchego. Po badaniach tribologicznych dokonano również mikroskopowej oceny stanu powierzchni powłok.

EN

Tribological tests were carried out for single- and triple-layered SiO2 and TiO2 thin coatings obtained on metallic substrates by the sol-gel method using the dip-coating technique. Previous studies (Raman spectroscopy, SEM-EDS, salt chamber tests, electrochemical studies, strength tests)] showed that the coatings obtained by this method have appropriate physicochemical and mechanical properties that are adequate to use them in the food industry and chemical industries or the medical professional. The goal of this study was to analyse the impact of thin coatings obtained by the sol-gel method on the coefficient of kinetic friction for three different values of pressure (0.1, 0.25, 0.5 MPa)] for the sliding pair of metal-polymer. The study was conducted on a standard tribological rig "pin-on-disc" with dry friction conditions. Microscopic evaluation of surface coatings after the tribological tests was also performed.

Słowa kluczowe

PL

metoda zol-żel; cienka powłoka TiO2; cienka powłoka SiO2; współczynnik tarcia; polimery

EN

sol-gel method; SiO2 coatings; TiO2 coatings; friction coefficient; polymers

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 3
• Strony: 159--166
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ptak A.

autor

Tkaczyk M.

autor

Donesz-Sikorska A.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Konstrukcji i Eksploatacji, ul. Łukasiewicza 7/9, 50-371 Wrocław,

Bibliografia

• 1. Krzak-Roś J., Filipiak J., Pezowicz C., Baszczuk A., Miller M., Kowalski M., Będziński R.: The effect of substrate roughness on the surface structure of TiO2, SiO2, and doped thin films prepared by the sol-gel metod. Acta of Bioengineering and Biomechanics, Vol. 11, No. 2, (2009), s. 21-29.
• 2. Dobrzański L.A.: Materiały inżynierskie i projektowanie materiałowe: podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2006.
• 3. Głuszek J.: Tlenkowe powłoki ochronne otrzymywane metodą sol-gel, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1998.
• 4. Jasiorski M., Borak. B., Baszczuk A., Krzak-Ros J., Łukowiak A.: Aktywne materiały tlenkowe otrzymane metoda zol-żel: synteza, identyfikacja i zastosowanie, CERAMIKA/CERAMICS vol. 101 (2008), s. 175-182.
• 5. Kłonkowski A.: Metoda zol-żel jako niskotemperaturowy sposób otrzymywania szkieł tlenkowych, Ceramika 40 (1992), s. 65-76.
• 6. Borak B., Laskowski S., Heczko O., Aaltonen A., Baszczuk A., Jasiorski M., Soderberg O., Mazurek B., Oja M., Hannula S-P., Maruszewski K.: Synthesis and properties of sol-gel submicron silica powders doped with iron crystallites, Journal of Sol-Gel Science and Technology 41 (2007), s. 185-190.
• 7. Phani A.R., Gammel F.J., Hack T. Structural, mechanical and corrosion resistance properties of Al2O3-CeO2 nanocomposities in silica matrix on Mg alloys by sol-gel technique, Surface & Coatings Technology 201(2006), s. 3299-3306.
• 8. Hench L.L., West J.K.: Biological applications of bioactive glasses, Life Chem. Rep. Vol. 13 (1996), s. 187-241.
• 9. Weber J. Coating for medical implants, United States Patent Application 20090287301 (2009).
• 10. López A.J., Urena A., Rams J.; Wear resistant coatings: Silica sol-gel reinforced with carbon nanotubes, Thin Solid Films Vol. 519 (2011), s. 7904-7910.
• 11. Hubert T.. Svoboda S,, Oertel B.: Wear resistant alumina coatings produced by a sol-gel proeess. Surface & Coatings Technology Vol. 201 (2006). s. 487-491.
• 12. Choudhury AR., Ezz T., Chatterjee S., Li L.: Microstructure and tribological behaviour of nano-structured metal matrix composite boride coatings synthesized by combined laser and sol-gel technology, Surface & Coatings Technology Vol. 202 (2008), s. 2817-2829.
• 13. Zhang W., Liu W., Liu Y., Wang Ch.: Tribological behaviors of single and dual sol-gel ceramic films on Ti-6A1-4V, Ceramics International Vol. 35 (2009), s. 1513-1520.
• 14. Cairns D.R., Kessman A. J., Richter P. J., Bottari F. J., Randall N. X.: Mechanical and tribological investigations of sol-gel derived SiO2 optical coatings. Wear Vol. 265 (2008), s. 411-416.
• 15. Kessmana A.J., Huckabya D.K.P., Snydera C.R., Kukurekab S.N., Cairns D.R.: Tribology of water and oil repellent sol-gel coatings for optical applications, Wear Vol. 267 (2009), s. 614-618.
• 16. Ballarrea J., Lópezb D.A., Cavalieri A.L.: Frictional and adhesive behavior of organic-inorganic hybrid coatings on surgical grade stainless steel using nano-scratching technique, Wear Vol. 266 (2009), s. 1165-1170,