PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Adaptive coatings a-C/MoS2

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Powłoki adaptacyjne a-C/MoS2
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
One of the latest ideas in surface engineering is the deposition of new kinds of coatings, called adaptive or chameleon. Based on literature review, the different mechanisms of the adaption of such coatings depend on the applied ranges of temperature and loads were compared. Moreover, the main directions of development of adaptive coatings were also presented. The paper includes results of single coatings, a-C and MoS2, as well composite coatings, a-C/MoS2, in which the mechanism of adaptation was expected. Indentation tests were carried out to determine nanohardness and elasticity modulus. The adhesion of coatings to steel substrates was studied by scratch testing, and tribological properties were studied using a high-temperature ball-on disc tribometer and tests results conducted at room temperature and at elevated temperatures up to 300°C. Results showed that composite coating, a-C/MoS2, can work over the entire range of temperatures with a low coefficient of friction 0.02–0.1 and wear index of 0.07–0.47•10–6 mm3/Nm. Whereas, a-C and MoS2 coatings exhibited a low coefficient of friction and a high wear resistance at low and high temperatures, respectively.
PL
W pracy przedstawiono nowy kierunek w inżynierii powierzchni tworzenia powłok adaptacyjnych, zwanych także kameleonowymi. Na podstawie analizy literatury zestawiono różne mechanizmy adaptacji powłok, w zależności od zakresu stosowanych temperatur pracy i kierunki rozwoju takich powłok. Przedstawiono także wyniki badań własnych dla powłok pojedynczych a-C i MoS2 i na ich tle wyniki dla powłok a-C/MoS2, w których spodziewano się mechanizmu adaptacji. Przeprowadzono testy indentacyjne, z których wyznaczono ich nanotwardość i moduł sprężystości. Analizowano także adhezję powłok do podłoży stalowych przy użyciu testu zarysowania. Testy tribologiczne przeprowadzono w temperaturze pokojowej oraz w podwyższonej do 300°C. Uzyskane wyniki wykazały, że w odróżnieniu do powłok a-C i MoS2 powłoki a-C/MoS2 mogą pracować w całym zakresie badanych temperatur. Wskazują na to niskie wartości współczynnika tarcia 0,02–0,1 i wskaźnika zużycia 0,07–0,47•10–6 mm3/Nm.
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
51--56
Opis fizyczny
Bibliogr. 23 poz., rys.
Twórcy
autor
  • AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland
autor
  • Joanneum Research Forschungsges.M.B.H., Institute for Surface Technologies and Photonics, Functional Surfaces, Leobner Straße 94, A-8712 Niklasdorf, Austria
autor
  • Polish Academy of Sciences, Institute of Metallurgy and Materials Sciences, Reymonta 25, PL-30059 Krakow, Poland
autor
  • Polish Academy of Sciences, Institute of Metallurgy and Materials Sciences, Reymonta 25, PL-30059 Krakow, Poland
autor
  • AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland
autor
  • AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland
autor
  • AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland
Bibliografia
  • 1. Holmberg K., Matthews A.: Coatings Tribology, Second Edition. Oxford, Elsevier, 2009.
  • 2. Czyżniewski A., Preparation and characterisation of a-C and a-C:H coatings deposited by pulsed magnetron sputtering, Surface and Coatings Technology 203 (2009), pp. 1027–1033.
  • 3. Kot M., Major Ł., Chronowska-Przywara K., Lackner J. M. , Waldhauser W., Rakowski W.: The advantages of incorporating CrxC nanograins into an a-C:H matrix in tribological coatings, Materials and Design 56 (2014), pp. 981–989.
  • 4. Gåhlin R., Larsson M., Hedenqvist P.: Me-C:H coatings in motor vehicles, Wear 249 (2001), pp. 302–309.
  • 5. Kot M., Major L., Lackner J., Rakowski W.: Enhancement of mechanical and tribological properties of Ti/TiN multilayers over TiN single layer, Journal of the Balkan Tribological Association 18 (2012), pp. 92–105.
  • 6. Aouadi S. M., et al.: Adaptive VN/Ag nanocomposite coatings with lubricious behavior from 25 to 1000°C. Acta Materialia 58 (2010), pp. 5326–5331
  • 7. Baker C. C., Chromik R. R., Wahl K. J., Hu J. J., Voevodin A. A.: Preparation of chameleon coatings for space and ambient environments, Thin Solid Films 515 (2007), pp. 6737–6743.
  • 8. Voevodin A. A., Muratore C., Aouadi S. M.: Hard coatings with high temperature adaptive lubrication and contact thermal management: Review of recent progress, Surface and Coatings Technology 257 (2014), pp. 247–265.
  • 9. Aouadi S. M., Gao H., Martini A., Scharf T. W., Muratore C.: Lubricious oxide coatings for extreme temperature applications: A review. Surface and Coatings Technology 257 (2014), pp. 266–277.
  • 10. Hauert R.: An overview on the tribological behavior of diamond-like carbon in technical and medical applications, Tribology International 37 (2004), pp. 991–1003.
  • 11. Erdemir A.: Genesis of superlow friction and wear in diamond like carbon films, Tribology International 37 (2004), pp. 1005–1012.
  • 12. Robertson J.: Diamond-like amorphous carbon. Materials Science and Engineering R37 (2002), pp. 129–281.
  • 13. Konca E., Cheng Y-T., Weiner A. M., Dasch J. M., Alpas A. T.: Elevated temperature tribological behavior of nonhydrogenated diamond-like carbon coatings against 319 aluminum alloy, Surface and Coatings Technology 200 (2006), pp. 3996–4005.
  • 14. Colas G., Saulot A., Regis E, Berthier Y.: Investigation of crystalline and amorphous MoS2 based coatings: Towards developing new coatings for space applications, Wear 330–331(2015), pp. 448–460.
  • 15. Vierneusel B., Schneider T., Tremmel S., Wartzack S., Gradt T.: Humidity resistant MoS2 coatings deposited by unbalanced magnetron sputtering. Surface and Coatings Technology 235 (2013), pp. 97–107.
  • 16. ISO 14577-1:2015 Metallic materials – instrumented indentation test for hardness and material parameters – Part 1: Test method.
  • 17. EN 200502:2005. Advanced technical ceramics – methods of test for ceramic coatings – Part 3: determination of adhesion and other mechanical failure modes by a scratch test.
  • 18. ISO 20808:2016. Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) – determination of friction and wear characteristics of monolithic ceramics by ball-on-disc method.
  • 19. Kot M., Zimowski S., Major Ł., Chronowska-Przywara K., Rakowski W.: Tribology of carbon coatings at elevated temperature, Tribologia 3 (2015), pp. 55–64.
  • 20. Gu L., Ke P., Zou Y., Li X., Wang A.: Amorphous self-lubricant MoS2-C sputtered coating with high hardness. Applied Surface Science 331 (2015), pp. 66–71.
  • 21. Wang P., Wang X., Xu T., Liu W., Zhang J.: Comparing internal stress in diamond-like carbon films with different structure. Thin Solid Films 515 (2007), pp. 6899–6903.
  • 22. Kot M., Major Ł., Lackner J.: The tribological phenomena of a new type of TiN/a-C:H multilayer coatings, Materials and Design 51 (2013), pp. 280–286.
  • 23. Liu Y., Meletis E. I.: Evidence of graphitization of diamond-like carbon films during sliding wear. Journal of Materials Science 32 (1997), pp. 3491–3495.
Uwagi
Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-f19ec65d-5659-493b-8917-441d2988e398
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.