Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Otrzymywanie, budowa i właściwości warstw węglowych na stopie Ti6Al4V

Jonas S., Konefał J., Małek A., Kluska S., Tkacz-Śmiech K., Zimowski S., Kot M.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

457-460

PL

Modyfikacja powierzchni warstwami o określonym składzie chemicznym stanowi skuteczna metodę kształtowania właściwości użytkowych surowych podłoży. W pracy zamieszczono wyniki badań dotyczące modyfikacji powierzchni stopu tytanu Ti6Al4V ELI węglowymi warstwami a-C:H, a-C:N:H oraz warstwami zawierającymi obok węgla krzem, azot oraz wodór. Warstwy osadzono metodami plazmo-chemicznymi RFCVD (13,56 MHz, 400 W) i MWCVD (2,45 GHz, 2 kW), stosując reaktywne mieszaniny gazowe (CH4, N2, NH3, SiH4, H2, Ar) wprowadzane do reaktora w różnych proporcjach. Skład chemiczny i mikrostrukturę otrzymanych materiałów badano za pomocą odpowiednio technik SEM/EDS i FTIR. Ocenę synergizmu układów warstwa-podłoże metaliczne dokonano na podstawie pomiarów chropowatości oraz pomiarów współczynników tarcia i zużycia.

EN

Operational parameters of pure substrates may be effectively improved by application of layers of given chemical composition deposited on their surfaces. The work reports the results of research on Ti6Al4V ELI surface modification by diamond-like carbon a-C:H, nitrogenated diamond-like carbon a-C:N:H and layers containing carbon, silicon, nitrogen and hydrogen. Layers were deposited in plasma assisted chemical vapour deposition system: RFCVD (13.56 MHz, 400 W) and MWCVD (2.45 GHz, 2 kW) using reactive gas mixtures (CH4, N2, NH3, SiH4, H2, Ar) introduced into the reactor in different proportions. Chemical composition and microstructure of achieved materials were examined using SEM/ EDS and FTIR techniques. Operational properties of synergic layer-substrate systems were evaluated in the measurements of roughness profile and tribological parameters.

2

Modyfikacja właściwości polimerów metodą PACVD

Jonas S., Tkacz-Śmiech K., Małek A., Konefał J., Kluska S., Zimowski S., Kot M., Borowski T., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

461-464

PL

Jedną z najskuteczniejszych metod modyfikacji powierzchni polimerów, mających na celu poprawę ich właściwości użytkowych jest osadzanie warstw o odpowiednim składzie chemicznym metodami plazmo-chemicznymi (PACVD). Metody te pozwalają na uzyskanie jednorodnych, dobrze przyczepnych do podłoża warstw nawet w temperaturze pokojowej. W pracy modyfikowano powierzchnię poliuretanu (PUR) i polietereteroketonu (PEEK) przez osadzenie hybrydowych warstw typu a-C:N:H/a-SiCxNy(H). Warstwy osadzono metodą RFCVD (13,56 MHz, 400 W), stosując mieszaninę gazowych reagentów: CH4, N2, SiH4, Ar wprowadzonych do reaktora w różnych proporcjach. Opracowano optymalne warunki osadzania tego typu warstw i wykazano, że charakteryzują się one dobrą adhezją do podłoża. Określono ich skład chemiczny i budowę w skali atomowej. Oceny synergizmu otrzymanych układów dokonano przez pomiary chropowatości, współczynnika tarcia i odporności na zarysowanie. Wyniki tych badań dowodzą, że hybrydowe warstwy węgloazotku krzemu na polimerach znacznie poprawiają ich właściwości tribologiczne i są konkurencyjne dla warstw diamentopodobnych w wielu zastosowaniach.

EN

Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition is one of the most effective methods for surface modification of polymers. Obtained layers with suitable chemical composition causes improvement of operational properties of polymers. Plasmochemical methods allows to achieve layers with good adhesion to the substrates. In this work surfaces of PUR and PEEK were modified by deposition of hybrid a-C:N:H/a-SiCxNy(H) layers. These layers were obtained by RFCVD (13.56 MHz, 400 W) method with application of gas mixture within CH4, N2, SiH4, Ar. Optimal conditions for the deposition of such layers were elaborated and it is shown good adhesion of these layers to the substrate. Their chemical composition and atomic structure were determined by FTIR and SEM/EDS techniques. Synergism of obtained systems was evaluated by measuring surface roughness, friction coefficient and scratch resistance. The results of these studies show that the hybrid silicon carbonitride layers on polymers significantly improve their tribological properties and they are competitive for carbon layer in the range of many applications.

3

Warstwy a-C:N:H na polimerach osadzane w układzie PE CVD

Jonas S., Małek A., Konefał J., Boszkowicz P.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

997-1001

PL

Powierzchnia polimerów może być modyfikowana za pomocą warstw węglowo azotowych (a-C:N:H) otrzymanych metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganej plazmowo. Warstwy były osadzane z plazmy CH4/N2/Ar generowanej falami o częstotliwości radiowej (13,56 MHz, 300 W) i mikrofalami (2,45 GHz, 2 kW). Serie eksperymentów umożliwiły wyznaczenie technologicznych parametrów procesu prowadzącego do osadzenia warstw wysokiej jakości, dobrze przyczepnych do podłoża PC, Plexi i PET. Uzyskane warstwy były przedmiotem badań strukturalnych oraz składu chemicznego, wykonanych technikami EDS i FT IR. Ustalono, że parametry chropowatości próbek z warstwami były znacznie niższe niż parametry charakteryzujące powierzchnie po trawieniu w plazmie Ar i pozostawały na tym samym poziomie lub były nieznacznie niższe niż te dla surowych powierzchni polimerowych.

EN

The paper demonstrates that polymer surface may be modified by means of carbon nitride layers (a-C:N:H) formed by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition method. The layers were deposited from CH4/N2/Ar plasma generated by radio-frequency waves (13.56 MHz) and microwaves (2.45 GHz). A series of experiments enabled determination of technological parameters appropriate to the deposit well-adhering and high quality layers on PC, Plexi and PET surface. The obtained layers were subject to structural and chemical composition studies employing energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT IR) techniques. It was established that roughness parameters of the samples with layers were visibly lower than the parameters characterizing the surface after pre- treating with Ar plasma and remained on the same level or were slightly lower than those for raw polymer surfaces.

4

Wpływ parametrów procesu PACVD na budowę i właściwości synergicznych układów SiCxNy(H)/Ti

Konefał J., Małek A., Kluska S., Jonas S., Zimowski S.

Engineering of Biomaterials

|

2010

|

Vol. 13, no. 99-101

93--97

PL

Modyfikacja powierzchni tytanu i jego stopów, poprzez nanoszenie warstw technikami plazmowymi, uważana jest za jeden z najbardziej efektywnych i skutecznych sposobów poprawy ich parametrów użytkowych. W tej pracy przedstawiamy wyniki badań nad otrzymywaniem warstw węgloazotku krzemu SiCxNy(H) na podłożu Ti Grade 2 metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmy generowanej mikrofalami (MWCVD, 2,45 GHz, 2 kW). Warstwy o różnej zawartości Si, C i N osadzano przy użyciu reaktywnych mieszanin gazowych o odpowiednio dobranym stężeniu składników: SiH4, CH4, NH3. Otrzymane materiały poddano analizie składu i budowy atomowej z zastosowaniem technik SEM/EDS i FTIR. Oceny użytkowych właściwości synergicznych układów „warstwa – podłoże” dokonano w badaniach właściwości tribologicznych.

EN

Operational parameters of titanium biomaterials may be effectively improved by application of layers of given chemical composition deposited with application of plasma techniques. This work reports the results concerning formation of SiCxNy(H) layers on Ti Grade 2 substrate. The layers were formed in plasma assisted chemical vapor deposition (PACVD system) with application of microwave (MW) plasma (MWCVD technique, 2,45 GHz, 2 kW). The layers of various Si, C and contents were obtained from reactive gas mixture of SiH4, CH4, NH3 at various ratios. The samples were subjected to chemical composition studies with SEM-EDS technique. FTIR spectra were used in the description of atomic structure of the layers. Operational properties of synergic layer-substrate systems were evaluated in the measurements of tribological parameters.

5

Modyfikacja powierzchni polimerów warstwami gradientowymi osadzanymi metodą RFCVD

Małek A., Konefał J., Kluska S., Tkacz-Śmiech K., Zimowski S.

Engineering of Biomaterials

|

2010

|

Vol. 13, no. 96-98

110--116

PL

Zastosowanie poliuretanu jako biomateriału wymaga, między innymi, poprawy jego parametrów tribologicznych. W tej pracy przedstawiamy wyniki badań nad modyfikacją powierzchni poliuretanu poprzez wytworzenie na jego powierzchni warstw gradientowych a-C:N:H/a-SiCxNy(H), o gradiencie stężenia Si w kierunku od powierzchni rozdziału warstwa – podłoże do powierzchni zewnętrznej. Warstwy otrzymano z zastosowaniem metody chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmy generowanej falami o częstości radiowej (RFCVD, 13,56 MHz, 400 W). Opracowano warunki formowania tego typu warstw i pokazano, że charakteryzuje je dobra adhezja do podłoża. Otrzymane warstwy poddano badaniom składu chemicznego i budowy atomowej z zastosowaniem technik FTIR i XPS. Oceny synergizmu właściwości w układzie warstwa - podłoże dokonano na podstawie pomiarów chropowatości i współczynnika tarcia oraz w badaniach odporności na zarysowanie. Wykazano, że zastosowanie warstw typu a-C:N:H/a-SiCxNy(H) na podłożu poliuretanu daje dwukrotne obniżenie współczynnika tarcia.

EN

Application of polyurethane as a biomaterial requires improving its tribological properties. This may be done by employing surface engineering methods, including layer technologies. It is shown in this work that promising results may be achieved with application of gradient a-C:N:H/a-SiCxNy(H) layers with Si-content gradient directed from the substrate-layer interface to the outer free surface. The layers were obtained by plasma assisted chemical vapor deposition with plasma generated by radio-frequency waves (RFCVD, 400 W, 13,56 MHz). Processing conditions ensuring good adhesion of the layers to the substrate were developed. Chemical composition and structure of the obtained layers were analyzed by XPS and FTIR techniques. The synergic interaction between the layer and the substrate was evaluated in the measurements of roughness, friction coefficient and wear resistance. It has been shown that friction coefficient of polyurethane with the a-C:N:H/a-SiCxNy(H) layer is two times lower than the coefficient of the unmodified substrate.