Ocena morfologii powłok PVD ze stali żaroodpornej metodą AFM

• Autorzy: Spalik M.

Warianty tytułu

EN

The evaluation of PVD FeCrNi layer morphology using the afm method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono badania morfologii powłok wykonanych metodą magnetronowego rozpylania stali chromowo-niklowej z wprowadzonymi domieszkami Al i Si. Rozpylano stal chromowo-niklową X8CrNi25-21 dostępną komercyjnie w formie walcowanych blach oraz aluminium i krzem spektralnie czyste. Powłoki nanoszono na podłoże monokrystalicznego krzemu. Badania powłok wykonano metodą mikroskopii sił atomowych (Veeco Mode i z przystawką C-AFM) z uwzględnieniem oceny rozmiarów krystalitów w powłokach oraz chropowatości powierzchni oraz metodą dyfraktometrii rentgenowskiej, z której określono wielkość krystalitów. Morfologia powłok odwzorowana w badaniach metodą AFM wykazała, że krystality w powłokach z domieszką aluminium były większe w stosunku do krystalitów z domieszką krzemu. Dodatkowo obrazy AFM wskazują na bardziej zwartą budowę powłok z dodatkiem Al. w porównaniu do powłok, których skład chemiczny wzbogacono w krzem. Nie stwierdzono korelacji między składem chemicznym, a chropowatością powłok.

EN

In this thesis, the evaluation of crystallites using the AFM method in layers made by the magnetron spraying of chrome-nickel steel with addition of Al and Si has been made. All layers, independent of the addition of silicone and aluminium were characterised by high gloss. The morphology of layers projected in research by the AFM method showed that the crystallites in the layers with the addition of aluminium were bigger compared to the crystallites with the addition of silicone. In addition the crystallites in the layers with Al had more regular forms and better packing that the layers with the addition of silicone.

Słowa kluczowe

PL

magnetronowe rozpylanie; stal austenityczna X8CrNi25-21; physical vapour deposition PVD; powłoki PVD

EN

magnetron sputtering; physical vapour deposition (PVD); PVD coatings; AISI 310S stainless steel

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 4
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Spalik M.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Inżynierii Procesowej

Bibliografia

• [1] Miernik K.: Działanie i budowa magnetronowych urządzeń rozpylających, Wyd. Instytutu Technologii i Eksploatacji, Radom 1977.
• [2] Betiuk M.: Technologie PVD i PAPVD w praktyce, „Inżynieria Powierzchni”, 2, 2005, s. 3–13.
• [3] Inoue S., Saeki T., Uchida H., Koterazawa K., Iwasa M.: Effect of ion flux on the properties of dc magnetron-sputtered stainless steel films, „Vacuum”, 66, 2002, s. 257–261.
• [4] Posadowski M.W.: Nowoczesne techniki rozpylania magnetronowego, „Elektronika”, 4, 2006, s. 40–43.
• [5] Musil J., Vlček J.: A perspective of magnetron sputtering in surface engineering, „Surface & Coatings Technology” 112, 1999, s. 162–169.
• [6] Segda B.G., Jacquet M., Besse J.P., Elaboration, characterization and dielectric properties study of amorphous alumina thin films deposited by r.f. magnetron sputtering, „Vacuum Surface Engineering Surface Instrumentation & Vacuum Technology”, 62, 2001, s. 27–38.
• [7] Posadowski W.M., Wiatrowski A., Dora J., Radzimski Z.J., Magnetron sputtering process control by medium-frequency power supply parameter, „Thin Solid Films”, 516, 2008, s. 4478–4482.
• [8] Swadźba L., Witala B., Mendala B., Komendera Ł., Supernak W.: Współczesne metody wytwarzania powłok żaroodpornych na elementach turbin gazowych. Nowoczesne trendy w obróbce cieplnej, XIV Seminarium Szkoleniowe, SECO/Warwic, Bukowy Dworek 29-3 „Nowe Technologie i Osiągnięcia w Metalurgii i Inżynierii Materiałowej”, Politechnika Częstochowska, seria Monografie nr 15, 2011, s. 517– 520.
• [9] Spalik M., Kucharska B., Makówka M., Krzywiecki M.: Powierzchnia i skład fazowy powłok ze stali X8CrNi25-21 z dodatkami Al i Si, Materiały i Technologie XXI Wieku. XIV Studencka Sesja Naukowa, Katowice 2012 s.42–44.
• [10] Mrowiec S.: Kinetyka i mechanizm utleniania metali, Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1982.
• [11] Gao W., Li Z.: Nano-structured alloy and composite coatings for high temperature application, „Materials Research”, 7, 1, 2004, s. 175–182.
• [12] Liu Z., Gao W., Li M.: Cyclic oxidation of sputter-deposited nanocrystalline Fe-Cr-Ni-Al alloy coatings, „Oxidation of Metals”, 51 (5–6), 1999, s. 51–63.
• [13] Wendler B., Bin S.: Oxidation resistant FeAlCrSi and SiCx coatings on ferritic AISI 430 SS steel, „Inżynieria Materiałowa” 3-4, 804-809, 2007.
• [14] Kucharska B., Wendler B., Danielewski M.: Charakterystyka powłok na osnowie stali AISI310S osadzonych metodą rozpylania magnetronowego na podłożu ze stali AISI 304, „Inżynieria Materiałowa”, 3, 2006, s. 463–466.
• [15] Kucharska B.: Powłoki PVD ze stali chromowo-niklowej modyfikowane dodatkami Al, Ir,Re i Ru, Monografia Nr 21, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2011.
• [16] Kucharska B.: Measurement of Fe-Cr-Ni Coatings Density in XRD Analysis, „Inżynieria Materiałowa”, r.28 nr 3–4, 2007, s. 419–421.
• [17] Kucharska B.: Measurement of Fe-Cr-Ni Coatings Density in XRD Analysis, „Inżynieria Materiałowa” r.28 nr 3–4, 2007, s. 419–421.
• [18] Zhang X., Misra A., Schulzer R.K., Wetteland C.J., Wang H., Nastasi M.: Critical factors that determined face-centered to body-centered cubic phase transformation in sputer-deposited austenitic stainles steel films, „Vacuum”, 66, 2002, s. 257–261.
• [19] Kucharska B.: Diffractometric examination of the structure of heat-resisting steel-based coatings in different measurement geometries, „Central European Journal of Physics”, 9(5), 2011, s. 1294–1300.
• [20] Mourougou-Candoni N.: Tapping Mode AFM Imaging for Functionalized Surfaces, Aix-Marseille University, CINaM France, 2005.