Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Struktura i morfologia powłok Zr-O-N formowanych metodą katodowego odparowania łukowego

Warcholiński B., Gilewicz A., Kuprin A. S., Ovcharenko V. D., Jędrzejewski R., Kuznetsova T. A.

Inżynieria Powierzchni

|

2018

|

nr 2

17--23

PL

Tlenoazotki metali przejściowych są materiałem powłokowym o cechach dekoracyjnych z uwagi na możliwość ich regulowanego zabarwiania oraz dobre właściwości mechaniczne. Powłoki tlenoazotku cyrkonu formowano metodą katodowego odparowania łukowego na stalowych podłożach. Badano zestaw powłok otrzymanych przy różnym względnym udziale objętościowym tlenu w reakcyjnej atmosferze podczas osadzania. Analizowano wpływ udziału tlenu na zabarwienie, morfologię powierzchni powłok i ich skład fazowy. Wraz ze wzrostem zawartości tlenu zmieniał się kolor cienkiej powłoki Zr-O-N od złocistożółtego do grafitowego. Obserwacja powierzchni powłok metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) wykazała obecność defektów powierzchniowych w postaci makrocząstek o wymiarach od submikronowych do kilku mikrometrów, przy czym populacja najmniejszych mikrocząstek była największa. Stwierdzono także, że chropowatość powierzchni powłok Zr-O-N wzrasta wraz ze wzrostem względnego udziału objętościowego tlenu w atmosferze podczas osadzania. Metodą rentgenowskiej analizy fazowej wykazano, że faza tlenku cyrkonu wystąpiła przy względnym udziale tlenu równym 50%, a poniżej tej wartości obserwowano jedynie fazę ZrN. Wielkość parametru regularnej komórki elementarnej powłok Zr-O-N wzrasta wraz ze wzrostem względnego udziału tlenu w atmosferze, przy jednoczesnym zmniejszeniu się natężenia linii dyfrakcyjnych powłok.

EN

Oxynitrides of transitional metals are a coating material with decorative features due to the possibility of their adjustable colouring and good mechanical properties. The coatings of zirconium oxynitride have been deposited by the method of cathodic arc evaporation onto steel substrates. A set of coatings obtained at different relative volumetric concentrations of oxygen in the reaction atmosphere during deposition has been investigated. The influence of oxygen concentration on the colour, surface morphology and phase composition of the coatings has been analyzed. With the increase of oxygen content, the colour of the thin Zr-O-N coating has changed from golden-yellow to graphite. Observation of the surface of the coatings by means of the SEM method has shown the presence of surface defects in the form of macroparticles ranging from a submicron to several micrometers, with the smallest microparticle population being the largest. It has also been found that the surface roughness of the Zr-O-N coatings increases as the relative volumetric concentration of oxygen in the atmosphere during deposition increases. By means of X-ray diffraction analysis it has been shown that the zirconium oxide phase has occurred with a relative oxygen concentration of 50%, whereas below this value only the ZrN phase has been observed. The value of the parameter of the regular elementary cell of the Zr-O-N coatings increases as the relative concentration of oxygen in the atmosphere increases, while at the same time the intensity of the diffraction lines of the coatings decreases.

2

Struktura i właściwości powlok CrCN otrzymanych metodą katodowego odparowania łukowego w układzie stacjonarnym

Warcholiński B., Gilewicz A., Łupicka O., Kolodiy I. V., Kuprin A. S., Ovcharenko V. D., Tolmachova G. N.

Inżynieria Powierzchni

|

2015

|

nr 4

62--71

PL

Powłoki ochronne na narzędziach i częściach maszyn to skuteczny sposób na poprawę ich trwałości. Ze względu na dobrą odporność na utlenianie i zużycie powłoki azotku chromu są powszechnie stosowane w przemyśle. Prowadzone są prace zmierzające do dalszej poprawy właściwości powłok, m. in. poprzez domieszkowanie węglem, oraz rozszerzenia zakresu zastosowań. Celem pracy było określenie wpływu zmian ciśnienia azotu i napięcia polaryzacji podłoża na szybkość nanoszenia, chropowatość, strukturę krystalograficzną, twardość, przyczepność do podłoża oraz zużycie powłok CrCN otrzymanych na podłożach ze stali HS6-5-2 w układzie stacjonarnym (bez obrotu podłoży) i porównanie z odpowiednimi właściwościami powłok CrN formowanych w tożsamych warunkach. Stwierdzono, że grubości powłok uzyskanych na przedniej stronie podłoża są zbliżone, niezależnie od warunków technologicznych formowania. Powłoki formowane na tylnej stronie podłoża charakteryzowały się około trzykrotnie mniejszą grubością. Badania struktury krystalicznej powłok prowadzono na urządzeniu DRON 4. Wykazały one, że w zależności od doboru parametrów procesu technologicznego i umieszczenia podłoży możliwe jest wytworzenie powłok o różnej dominującej orientacji sieci krystalograficznych. Powłoki są silnie steksturowane - współczynnik tekstury zależy od warunków formowania powłoki.

EN

Protective coatings on tools and machine parts is an effective way to improve their durability. Due to good resistance to oxida-tion and wear chromium nitride coatings are widely used in industry. The works aimed at further improving, for exampie by carbon doping, the properties of the coatings and to extend its applications are carried out. The goal of this study was to investigate the effect of nitrogen pressure and substrate bias voltage on the deposition rate, roughness, structure, hardness, adhesion and wear of CrCN coatings formed on HS6-5-2 steel substrates in stationaty system (without substrates rotation) and comparison with adequate properties of CrN coating formed in similar conditions. It was found that coating thicknesses obtained on the front side of the substrate are approximately the same regardless of technological conditions of deposition. The coatings formed on the reverse side of the substrate characterize about three times lower thickness. The studies of the crystal structure of the coatings was performed on a DRON 4 device. X-rays investigations showed that it is possible to form coatings with different dominant crystallographic orientation of the lattice depending on the selection ofprocess parameters and placement of substrates.

3

Struktura powłok CrN wytworzonych metodą katodowego odparowania łukowego w układzie stacjonarnym

Warcholiński B., Gilewicz A., Łupicka O., Kolodiy I. V., Kuprin A. S.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 5

296--300

PL

Powłoki ochronne na narzędziach i częściach maszyn to skuteczny sposób na poprawę ich trwałości. Ze względu na dobrą odporność na utlenianie i zużycie powłoki azotku chromu są powszechnie stosowane w przemyśle. Prowadzone są prace zmierzające do dalszej poprawy właściwości powłok oraz rozszerzenia zakresu zastosowań. Celem pracy było zbadanie wpływu ciśnienia azotu pN2 i natężenia polaryzacji podłoża UB na szybkość nanoszenia, chropowatość i strukturę powłok Cr–N otrzymanych na podłożach ze stali HS6-5-2 o średnicy 32 mm. Podłoża umieszczono równolegle do katody, a powłoki formowano na ich stronie przedniej i tylnej. Stwierdzono, że grubość powłok uzyskanych na przedniej stronie podłoża jest w przybliżeniu jednakowa niezależnie od pN2 i UB. W przypadku powłok formowanych na odwrotnej stronie podłoża ze wzrostem pN2 grubość powłoki rośnie, a ze wzrostem UB nie wykazuje monotonicznego charakteru zmian. Badania struktury krystalicznej powłok prowadzono na urządzeniu DRON 4. Stwierdzono, że ze wzrostem ciśnienia azotu następuje zmiana struktury fazowej zależna od strony podłoża, na której formowana jest powłoka. Na przedniej stronie podłoża można zaobserwować przemianę Cr2N → CrN, natomiast na tylnej Cr + Cr2N → Cr2N + CrN → CrN. Wzrost napięcia polaryzacji podłoża powoduje zmianę uprzywilejowanej orientacji płaszczyzn, a także w wyniku rozpylania wstecznego przemianę fazową CrN → Cr2N + CrN. Powłoki są silnie steksturowane, współczynnik tekstury zależy od warunków formowania powłoki, to jest ciśnienia azotu i napięcia polaryzacji podłoża.

EN

Protective coatings on tools and machine parts is an effective way to improve their durability. Due to good resistance to oxidation and wear chromium nitride coatings are widely used in industry. The works aimed at further improving the properties of the coatings and to extend its applications are carried out. The goal of this study was to investigate the effect of nitrogen pressure pN2 and substrate bias voltage UB on the deposition rate, roughness and structure of Cr–N coatings formed on HS6-5-2 steel substrates with a diameter of 32 mm. Substrates were placed parallel to the cathode, and a coating was formed on their front and reverse sides. It was found that coating thicknesses obtained on the front side of the substrate are approximately the same regardless of pN2 and UB. In the case of coatings formed on the reverse side of the substrate with increasing of pN2 the coating thickness increases, and the increase of UB does not show the monotone character changes of the coating thickness. The studies of the crystal structure of the coatings was performed on a DRON 4 device. It was found that with increasing nitrogen pressure the change of phase composition depends on the substrate side on which the coating is formed. On the front side of the substrate can be observed conversion of Cr2N → CrN, while on the reverse side: Cr + Cr2N → Cr2N + CrN → CrN. Increase in substrate bias voltage changes the preferred orientation of the planes, and as a result of resputtering the phase change CrN → Cr2N + CrN. The coatings are highly textured, the texture coefficient depends on the conditions of formation of the coating, i.e. nitrogen pressure and substrate bias voltage.