Resistance properties of heat-resisting steel-based PVD coatings

• Autorzy: Spalik M. , Kucharska B. , Kulej E. , Wilk J.

Warianty tytułu

PL

Właściwości rezystancyjne powłok PVD o składzie stali żaroodpornej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents current research on PVD coatings produced by magnetron sputtering of the X8CrNi25-21 grade chrome-nickel steel. The durability of the coatings was tested using temperature-induced electric current flow. It has been shown that the coatings deposited on silicon substrate have a resistance of about 0.176 Ω, and their destruction takes place at temperature of 350°C. Introduction of silicon (2.5÷5%) or aluminum (1÷2%) additives to the coating increased the heat resistance of coatings and its temperature of stability up to 450 and 400°C, respectively. The coatings were delaminated at these temperatures. It has been found that the resistance of coatings with Al or Si additives decreases with temperature (as in dielectrics), probably due to their oxidation.

PL

W pracy przedstawiono badania powłok PVD wykonanych w procesie magnetronowego rozpylania stali chromowo-niklowej gatunku X8CrNi25-21. Badano trwałość powłok w temperaturze indukowanej przepływem prądu elektrycznego. Wykazano, że powłoki osadzone na monokrystalicznym krzemie mają rezystancję 0,176 Ω, a ich uszkodzenie następuje w temperaturze 350°C. Wprowadzenie do powłok domieszek krzemu (2.5÷5%) lub aluminium (1÷2%) spowodowało wzrost oporności powłok oraz ich trwałości temperaturowej odpowiednio do 450 i 400°C. W tej temperaturze powłoki ulegają delaminacji od podłoża. Stwierdzono, że rezystancja powłok z domieszkami aluminium i krzemu malała wraz z temperaturą (jak w dielektrykach), prawdopodobnie z powodu ich utleniania się.

Słowa kluczowe

EN

resistivity of coatings; PVD coatings; heat-resisting steel

PL

rezystancja powłoki; powłoki PVD; stal żaroodporna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 35, nr 2
• Strony: 203--206
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Spalik M.

• Institute of Materials Engineering, Czestochowa University of Technology, Czestochowa

autor

Kucharska B.

• Institute of Materials Engineering, Czestochowa University of Technology, Czestochowa

autor

Kulej E.

• Institute of Materials Engineering, Czestochowa University of Technology, Czestochowa

autor

Wilk J.

• Institute of Materials Engineering, Czestochowa University of Technology, Czestochowa

Bibliografia

• [1] Mrowec S.: Kinetyka i mechanizm utleniania metali. Śląsk Publishing House, Katowice (1982).
• [2] Danielewski M.: Introduction to fundamentals of corrosion in gases. ASM Handbook Vol. 13A: Corrosion: fundamentals, testing, and protection, Eds. S.D. Cramer, B.S. Covino, Jr., ASM Materials Park, Ohio (2003) 87÷89.
• [3] Wendler B.: Functional coatings by PVD and CVD methods. Publishing House of the Institute for Sustainable Technologies-National Research Institute, Radom (2011).
• [4] Posadowski W. M., Wiatrowski A.: Rozwój techniki i technologii magnetronowego rozpylania. Elektronika 1 (50) (2009) 35÷38.
• [5] Li H., Jiang B., Yang B.: Study on crystalline to amorphous structure transition of Cr coatings by magnetron sputtering. Applied Surface Science 258 (2011) 935÷939.
• [6] Liu Z., He Y., Gao W.: Surface nanocrystalization of 310S stainless steel and its effect on oxidation behaviour. Journal of Materials Engineering and Performance 7 (1) February (1998) 88÷92.
• [7] Hsu W., Tsai W.-T.: High temperature corrosion behaviour of siliconized 310 stainless steel. Materials Chemistry and Physics (2000) 147÷155.
• [8] Kucharska B.: Powłoki PVD ze stali chromowo-niklowej modyfikowane dodatkami Al, Ir, Re i Ru. Monografie No. 21, Publishing House of the Czestochowa University of Technology, Czestochowa (2011).
• [9] Cheruvu N. S., Wei R., Govindaraju M. R., Gandy D. W.: Microstructure and oxidation resistance of nanocrystalline 304SS-Al coatings. Surface and Coatings Technology. 204 (6-7) (2009) 751÷755.
• [10] Piwowar S.: Spawanie i zgrzewanie elektryczne. School and Pedagogic Publishers, Warsaw (1979).
• [11] Orear J.: Fizyka., Scientific and Technical Publishers, Warsaw (1980).
• [12] BSS Assoc.: Elevated temperature physical properties of stainless steels (www.bssa.org.uk, 26.03.2013).