Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Optical pulse monitoring unit for Free Space Optics

Achtenberg Krzysztof, Mikołajczyk J., Szabra D., Prokopiuk A., Bielecki Z.

Opto-Electronics Review

|

2019

|

Vol. 27, No. 3

291--297

EN

The paper presents a new construction of an optical pulse amplitude monitoring unit (PAMU) used in a transceiver of Free Space Optics. It consists of a buffer, constant fraction discriminator (CFD), delay line, and a sample and hold (S&H) circuit. In the design FSO system, the PAMU provides to monitor transmitted and received optical pulses with duration of few ns. Using this device, there is no need to apply complicated and expensive digitizing systems. The unique aspect of its construction is to control S&H circuit using the CFD. The lab model of this unit allows to perform tests to define some virtues of constant fraction and leading-edge discriminators. The results were implemented in optical signal monitoring of FSO system. The unit was prepared to cooperate with two different detection modules. Using this setup, it was possible, e.g. to determine operation characteristics of FSO transmitter, identify interruption of transmission, and control light power to provide high safety of work.

2

Selected optoelectronic sensors in medical applications

Bielecki Z., Stacewicz T., Wojtas J., Mikołajczyk J., Szabra D., Prokopiuk A.

Opto-Electronics Review

|

2018

|

Vol. 26, No. 2

122--133

EN

Optoelectronic technology plays an important role in medical diagnosis. In the paper a review of some optoelectronic sensors for invasive and non-invasive human health test is presented. The main attention is paid on their basic operation principle and medical usefulness. The paper presents also own research related to developing of tools for human breath analysis. Breath sample unit and three gaseous biomarkers analyzer employing laser absorption spectroscopy designed for clinical diagnostics were described. The analyzer is equipped with sensors for CO, CH₄ and NO detection. The sensors operate using multi-pass spectroscopy with wavelength modulation method (MUPASS-WMS) and cavity enhanced spectroscopy (CEAS).

3

Analysis of Free-Space Optics Development

Mikołajczyk J., Bielecki Z., Bugajski M., Piotrowski J., Wojtas J., Gawron W., Szabra D., Prokopiuk A.

Metrology and Measurement Systems

|

2017

|

Vol. 24, nr 4

653--674

EN

The article presents state of work in technology of free-space optical communications (Free Space Optics - FSO). Both commercially available optical data links and their further development are described. The main elements and operation limiting factors of FSO systems have been identified. Additionally, analyses of FSO/RF hybrid systems application are included. The main aspects of LasBITer project related to such hybrid technology for security and defence applications are presented.

4

Analiza rozwoju systemów bezprzewodowej łączności optycznej

Mikołajczyk J., Bielecki Z., Wojtas J., Rutecka B., Szabra D., Prokopiuk A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2017

|

Vol. 58, nr 7

3--7

PL

W artykule przedstawiono aktualny stan prac prowadzonych w zakresie systemów łączności optycznej w otwartej przestrzeni (Free Space Optics – FSO). Opisane zostały m.in. typowe łącza optoelektroniczne dostępne na rynku, oraz kierunki ich dalszego rozwoju. Omówiono czynniki kształtujące charakterystykę transmisji promieniowania optycznego w atmosferze oraz istotne elementy systemów FSO. Wskazano na celowość stosowania łączy hybrydowych FSO/RF ze szczególnym uwzględnieniem ogólnych założeń projektu badawczego LasBITer finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w latach 2016-2018. Projekt ten dotyczy opracowania technologii łączności hybrydowej na rzecz bezpieczeństwa i obronności państwa.

EN

The article presents state of work in the field of free-space optical communications (Free Space Optics – FSO). Both FSO data links available on the market and directions of their possible further development are described. The limiting factors of optical radiation transmission in the atmosphere and the main elements of the FSO systems are identified. Application analyses of FSO/RF hybrid systems and the main task of the research project LasBITer financed by the Polish National Centre for Research and Development are presented. This project is related to hybrid communications technology for security and defence.

5

System of Optoelectronic Sensors for Breath Analysis

Mikołajczyk J., Wojtas J., Bielecki Z., Stacewicz T., Szabra D., Magryta P., Prokopiuk A., Tkacz A., Panek M.

Metrology and Measurement Systems

|

2016

|

Vol. 23, nr 3

481--489

EN

The paper describes an integrated laser absorption system as a potential tool for breath analysis for clinical diagnostics, online therapy monitoring and metabolic disorder control. The sensors operate basing on cavity enhanced spectroscopy and multi-pass spectroscopy supported by wavelength modulation spectroscopy. The aspects concerning selection of operational spectral range and minimization of interference are also discussed. Tests results of the constructed devices collected with reference samples of biomarkers are also presented. The obtained data provide an opportunity to analyse applicability of optoelectronic sensors in medical screening.

6

Detection of Gaseous Compounds with Different Techniques

Mikołajczyk J., Bielecki Z., Stacewicz T., Smulko J., Wojtas J., Szabra D., Lentka Ł., Prokopiuk A., Magryta P.

Metrology and Measurement Systems

|

2016

|

Vol. 23, nr 2

205--224

EN

Sensing technology has been developed for detection of gases in some environmental, industrial, medical, and scientific applications. The main tasks of these works is to enhance performance of gas sensors taking into account their different applicability and scenarios of operation. This paper presents the descriptions, comparison and recent progress in some existing gas sensing technologies. Detailed introduction to optical sensing methods is presented. In a general way, other kinds of various sensors, such as catalytic, thermal conductivity, electrochemical, semiconductor and surface acoustic wave ones, are also presented. Furthermore, this paper focuses on performance of the optical method in detecting biomarkers in the exhaled air. There are discussed some examination results of the constructed devices. The devices operated on the basis of enhanced cavity and wavelength modulation spectroscopies. The experimental data used for analyzing applicability of these different sensing technologies in medical screening. Several suggestions related to future development are also discussed.

7

Zastosowanie spektroskopii strat we wnęce optycznej do detekcji śladowych ilości tlenku węgla

Wojtas J., Mikołajczyk J., Szabra D., Zakrzewska B., Prokopiuk A., Tkacz A., Chojnowski S., Bielecki Z.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 9

28--31

PL

Spektroskopia strat we wnęce optycznej należy do jednych z najczulszych technik stosowanych do wykrywania gazów. Dużą czułość uzyskuje się przez zastosowanie wnęk optycznych zbudowanych ze zwierciadeł o ekstremalnie dużych współczynnikach odbicia. Układy tego typu umożliwiają wykrywanie śladowych ilości gazów. W artykule przedstawiono optoelektroniczny sensor tlenku węgla, który obok tlenków azotu oraz ditlenku siarki jest jednym z głównych zanieczyszczeń powietrza. Projekt sensora uwzględnia najnowsze krajowe osiągnięcia technologii optoelektronicznych, w tym kwantowe lasery kaskadowe oraz fotodetektory z supersieci drugiego rodzaju. Prace nad tymi urzą- dzeniami były realizowane w ramach projektu EDEN, finansowanym przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, którego liderem jest Instytut Technologii Elektronicznych. Badania wstępne pokazały, że opracowany sensor tlenku węgla charakteryzuje się dużą liniowością charakterystyki czułości w zakresie stężeń od 10 ppb do 2,5 ppm.

EN

Cavity enhanced spectroscopy is one of the most sensitive techniques apply in the detection of gases. High sensitivity is achieved by the use of optical cavities consisted of dielectric mirrors with extremely high reflectance. Systems of this type allow the trace amounts of gases detection. The article presents an optoelectronic sensor of carbon monoxide, which is one of the major air pollutants. Project of the sensor was designed using the latest achievement of optoelectronic technology as a part of the EDEN project, funded by the National Centre for Research and Development. In this project, new quantum cascade lasers and detection modules made from type II superlattice detector were developed. The project was led by the Institute of Electronic Technology. Preliminary tests have shown that these devices can be applied in optoelectronic sensor to detect carbon monoxide. The sensor is characterized by high linear sensitivity in the concentration range of 10 ppb to 2.5 ppm.

8

Wybrane zastosowania spektroskopii absorpcyjnej

Wojtas J., Bielecki Z., Stacewicz T., Tkacz A., Prokopiuk A., Magryta P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 9

58--61

PL

W artykule scharakteryzowano wybrane techniki laserowej spektroskopii absorpcyjnej. Szczególną uwagę zwrócono na układy, w których stosuje się komórki wieloprzejściowe, modulację długości fali oraz wnęki optyczne. Przedstawiono przykładowe wyniki badań prowadzonych w zakresie opracowania optoelektronicznych sensorów gazów do wykrywania biomarkerów chorób w ludzkim oddechu. Zademonstrowano sensory, których granica wykrywalności wyniosła od 0,3 ppb do 200 ppm.

EN

The article describes selected techniques of laser absorption spectroscopy. Particular attention was paid to systems using multi-pass cells, wavelength modulation process and optical cavities. Examples of the research results related to development of the optoelectronic gas sensors designed to disease biomarkers detection in the human breath were presented. Demonstrated sensors are characterized by the detection limit from 0.3 ppb to 200 ppm.

9

Sensory optoelektroniczne do detekcji markerów chorobowych z laserami przestrajalnymi w zakresie < 2,5 μm

Stacewicz T., Wojtas J., Magryta P., Ligor T., Szabra D., Prokopiuk A., Bielecki Z., Buszewski B., Mikołajczyk J., Nowakowski M., Mędrzycki R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 9

66--69

PL

Pewne związki chemiczne występujące w oddechu ludzkim (zwane biomarkerami) dostarczają informacji o stanie zdrowia organizmu. W artykule tym prezentujemy wyniki doświadczeń dotyczących wykrywania biomarkerów takich jak tlenek węgla, metan, amoniak i aceton przy użyciu laserowej spektroskopii absorpcyjnej w zakresie UV-NIR. Dla większości związków wymienionych powyżej osiągnięte zostały czułości detekcji umożliwiające zastosowanie optoelektronicznych sensorów do wykrywania chorób.

EN

Some chemical compounds occurring in human breath (biomarkers) provide information about health state of the organism. In this paper we present results of the experiments about detection of the biomarkers as: carbon oxide, methane, ammonia and acetone using laser absorption spectroscopy in UV-NIR range. For majority of these compounds good detection limits were achieved. These systems provide opportunity to construct fully optoelectronic disease markers sensors.

10

Optoelektroniczny system sensorów biomarkerów zawartych w wydychanym powietrzu

Bielecki Z., Buszewski B., Stacewicz T., Ligor T., Wojtas J., Gawron W., Mikołajczyk J., Nowakowski M., Szabra D., Magryta P., Mędrzycki R., Prokopiuk A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 9

51--54

PL

W artykule omówiono optoelektroniczny system sensorów biomarkerów zawartych w wydychanym powietrzu. System ten składa się z pięciu bloków funkcjonalnych: układu pobierania próbek (UPP), układu kondycjonowania (UK), czujnika CEAS (ang. Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy), dwuwidmowego czujnika MUPASS (ang. MUltiPass Absorption Spectroscopy System), oraz układu przetwarzania sygnałów (UPS). Układ UPP służy do pobrania od pacjenta próbki wydychanego powietrza z górnych lub z dolnych dróg oddechowych. Zadaniem UK jest minimalizacja wpływu interferentów, jakimi są m.in. para wodna, czy ditlenek węgla. Czujnik CEAS umożliwia wykrywanie tlenku azotu. Dla tego markera uzyskano granicę wykrywalności około 30 ppb. Do detekcji metanu i tlenku węgla zastosowano dwuwidmowy sensor MUPASS z jedną komórką wieloprzejściową. Dla metanu uzyskano granicę wykrywalności 100 ppb, natomiast dla tlenku węgla wyniosła ona 400 ppb.

EN

The article is related to the optoelectronic sensors system of the biomarkers contained in the exhaled human air. This system consists of five functional blocks: the sampling system (UPP), air conditioning system (UK), the cavity enhanced absorption spectroscopy (CEAS) sensor, two-wavelength multipass absorption spectroscopy system (MUPASS), and the signal processing system (UPS). UPP is used to collect a sample of the patient’s breath from the upper airways or lower airways of respiratory tract. The task of the UK is to minimize the effect of interfering substances, which include water vapor and carbon dioxide. CEAS sensor, which is designed to nitric oxide detection, provides the lowest detection limit of approximately 30 ppb. MUPASS is used for methane and carbon monoxide detecting. Lowest detection limit of 100 ppb was obtained for methane and of 400 ppb for carbon monoxide.

11

System kondycjonowania próbek gazowych do optoelektronicznego sensora markerów chorobowych

Szabra D., Prokopiuk A., Bielecki Z., Zając A., Majsterek D.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 9

178-180

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych układu kondycjonowania próbek gazowych do optoelektronicznego sensora markerów chorobowych. Omówiono zasadę działania systemu do wykrywania biomarkerów chorobowych w wydychanym powietrzu wykorzystującego techniki spektroskopii laserowej. Wyjaśniono konieczność stosowania układów umożliwiających osiągnięcie odpowiednich parametrów próbek pomiarowych poddawanych badaniom oraz dostarczenie ich do czujników.

EN

This thesis presents the results of experimental studies of the gas sample’s conditioning system for optoelectronic sensor disease markers. One discussed the principle of operation of the system for the detection of disease biomarkers in exhaled breath using laser spectroscopy techniques. There had been explained the need of using conditioning systems to achieve the relevant parameters of the measurement samples to be tested and to provide them to the sensors.

12

Mikroprocesorowy czujnik CO2

Szabra D., Prokopiuk A., Bielecki Z., Majsterek D., Zając A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 9

181-183

PL

W artykule omówiono celowość zastosowania sensora CO2 do wykrywania biomarkerów chorobowych w wydychanym powietrzu. Opracowana została procedura wydzielenia najbardziej interesującej do celów badawczych III fazy wydechu, oraz komunikacji z układem kondycjonowania próbek gazowych. Do realizacji zadania wykorzystano platformę programistyczną Arduino bazującą na mikrokontrolerze AVR.

EN

This paper presents the concept and practice realisation of the CO2 sensor for detection of biomarkers in exhaled air. There had been developed procedure for determination and separation of the most interesting for research purposes phase III of exhalled breath and communication with gas sample conditioning system. For the realisation used Arduino software platform were used, based on AVR microcontroller.

13

Optoelektroniczny system do wykrywania markerów chorobowych w wydychanym powietrzu

Bielecki Z., Stacewicz T., Wojtas J., Mikołajczyk J., Szabra D., Prokopiuk A., Nowakowski M., Mędrzycki R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 8

10-12

PL

W artykule przedstawiono wyniki prac dotyczących możliwości wykrywania markerów chorobowych w oddechu człowieka. Praca realizowana jest w ramach projektu pk. Sensormed finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Docelowo, prowadzone badania umożliwią opracowanie zintegrowanego systemu pomiarowego składającego się m.in. z układu kondycjonowania próbek powietrza, trzech modeli wysokoczułych optoelektronicznych sensorów oraz układu przetwarzania sygnału. Do wykrywania metanu i amoniaku zastosowano układ spektroskopii laserowej z modulacją długości fali i z wykorzystaniem komórek wieloprzejściowych, natomiast do detekcji tlenku azotu układ spektroskopii strat we wnęce optycznej.

EN

The paper presents the work on disease biomarkers detection in human breath. This work is performed in the frame of the project Sensormed funded by the National Center of Research and Development (2012-2015). It describes special measurement device consisting of a sample probing unit, three optoelectronic sensors and signal processing unit which has been developed. For the detection of methane and ammonia, wavelength modulation spectroscopy and multipass cells were applied, while concentration measurement of nitric oxide was performed basing on cavity enhanced spectroscopy setup.

14

Mikroprocesorowy układ pobierania próbek powietrza z oddechu ludzkiego

Szabra D., Prokopiuk A., Majsterek D., Zając A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2014

|

Vol. 55, nr 12

29-30

PL

W pracy przedstawiono opis układu przeznaczonego do pobierania próbek markerów chorobowych. Wchodzi on w skład większego systemu służącego do pomiaru stężenia biomarkerów zawartych w wydychanym powietrzu. Przedstawiono główne problemy związane z pobieraniem oddechu od pacjenta oraz wykazano konieczność zastosowania sensora CO2 w tym układzie.

EN

In this paper, sampling system designed for exhaled breath analyzer is presented. Its main components has been characterized. One of the main elements in the system is carbon dioxide sensor. Also the model of the on-line and off-line sampling unit is described. The developed unit is an essential component of the system, which is used to measure the concentration of biomarkers contained in the exhaled air.

15

Zautomatyzowany system do pomiaru parametrów energetycznych kwantowych laserów kaskadowych

Mikołajczyk J., Wojtas J., Prokopiuk A., Krzysiak H., Bielecki Z.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 4

277--280

PL

W pracy omówiono system pomiarowy, który jest przeznaczony do badań kwantowych laserów kaskadowych. Lasery te stanowią kolejny etap w rozwoju technik optoelektronicznych związanych np. ze spektroskopią lub łącznością optyczną w otwartej przestrzeni. Istotnymi elementami pracy są zaimplementowane procedury wyznaczenia parametrów laserów np. sprawności czy temperatur charakterystycznych. W części eksperymentalnej przedstawiono wyniki badań przykładowego lasera firmy Alpes Lasers S.A.

EN

Quantum cascade lasers (QC lasers) are very promising radiation sources in some optoelectronic techniques operating at the infrared and THz spectra. The lasers can be applied in many science areas and life fields e.g. spectroscopy or free-space optical communications. Progress in QC lasers technology contributes to the continuous improvement of their performances. But this developing process also requires the testing of each laser structure. One of the most important research tasks was to measure temperature characteristics of the light-current-voltage and to determine the threshold current, the slope efficiency or characteristic temperatures. The paper presents a measurement system for investigating some QC laser parameters using specialized equipment such as: a precision current driver,a temperature controller with laser housing, an optical power meter and a detection module (Fig. 4). Important features of the system are the implemented procedures for pulse shape acquisition and determination of the main performance of QC lasers. There are also listed the main requirements for both ranges and methodologies of the measured signals. Using a resistor and a laser diode (650 nm), preliminary studies were performed to verify operation of the measuring system (Figs. 5 and 6). In the main part of the paper the measurements results of the QC laser sample produced by Alpes Lasers SA are presented (Fig. 7). In the conclusions a brief description of the system performances and directions for its further development are given.

16

Optoelektroniczne sensory gazów

Bielecki Z., Wojtas J., Stacewicz T., Mikołajczyk J., Rutecka B., Mędrzycki R., Prokopiuk A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 4

287--291

PL

W artykule przedstawiono prace dotyczące optoelektronicznych sensorów gazów oraz osiągnięcia własne w zakresie wykrywania tlenków azotu (NOx). W sensorach do wykrywania NOx zastosowano polskie lasery emitujące promieniowanie o długości fali 410 nm oraz nowoczesne kwantowe lasery kaskadowe na zakres podczerwieni. Opracowane sensory charakteryzują się czułością graniczną na poziomie ppb i mogą być zastosowane do monitoringu zanieczyszczeń atmosfery, wykrywania materiałów wybuchowych oraz w diagnostyce chorób.

EN

The paper presents an overview of a few optoelectronic technologies for gases detection. Two sensors of nitrogen oxides (NOx) are also described. In the sensors the cavity enhanced absorption spectroscopy was applied. It is characterized by a very good sensitivity and selectivity of the detection process. The main aspect of its operation bases on absorption of the light by specific compounds. The identification of the matter is determined by spectral matching of the two spectra: optical radiation and absorption lines of species of interest. In contrast to the remote detection methods, the measurements are made at the place of sampling. Polish laser diodes and modern quantum cascade lasers were used there. Laser emission wavelengths were located in the visible (410 nm) and infrared range. The detection limit of ppb level was achieved. Due to that, they can be successfully applied to monitoring of atmospheric pollution, explosives detection and in diseases diagnosis. The preliminary studies using the developed sensors showed that it was possible to detect explosives such as TNT, PETN, RDX, HMX at the level of ng. Additionally, there is also discussed application of sensors to analysis of the exhaled air. This will be particularly useful for: the early detection of a disease, the monitoring of the therapy, the monitoring of the greenhouse exogenous (bacterial emissions or toxins), or the analysis of metabolic gases.

17

Analiza możliwości wykrywania biomarkerów w wydychanym powietrzu

Bielecki Z., Stacewicz T., Wojtas J., Mikołajczyk J., Nowakowski M., Szabra D., Garlińska M., Mędrzycki R., Prokopiuk A., Rutecka B.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 7

7-10

PL

W artykule przedstawiono analizę i stan prac dotyczących możliwości wykrywania biomarkerów w wydychanym powietrzu. Podano biomarkery wybranych schorzeń, typowe stężenia tych markerów u ludzi zdrowych, oraz metody ich wykrywania. Przedstawiono system pomiarowy składający się z układu pobierania próbek, trzech torów wykrywania biomarkerów, oraz układu przetwarzania sygnału. Opracowano model laboratoryjny sensora do wykrywania tlenku azotu. Zastosowano w nim metodę zw. spektroskopią strat we wnęce optycznej i uzyskano czułość graniczną na poziomie 70 ppb.

EN

The paper presents a research concerning disease biomarkers detection in human breath. The change of concentration of certain molecules in the exhaled air can be used for monitoring of specific diseases. Selected biomarkers and related detection methods are described. Optoelectronic system for detection of nitric oxide as biomarker of respiratory inflammation or asthma is presented. A system consists of sampling module, three biomarker detection modules and signal-processing module. Preliminary tests showed that sensor provides opportunity to detect 70 ppb of nitric oxide. Such systems enable detection of pathogenic changes at the molecular level. Due to non-invasive operation, easy maintenance, the ability for immediate reusing, the measurement in real time and minimal nuisance of the patients, the system might be very useful tool for the health monitoring.

18

In vivo application of foam titanium implants with magnesium-doped octacalcium phosphate and hydroxyapatite thin films deposited by PLD method

Mróz W., Budner B., Załęczny R., Prokopiuk A., Niedzielski K., Ślósarczyk A., Douglas T. E. L., Scharze D.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

Vol. 15, no. 116-117 spec. iss.

141

EN

Results of investigations into integration of foam titanium implants (FTI), with rabbit bone are presented. Three groups of implants were examined: clean titanium implants produced by selective laser melting, FTI coated with a thin film of octacalcium phosphate (OCP), doped with 0.6 weight percent of Mg, deposited by pulsed laser deposition (PLD), and FTI with hydroxyapatite (HA) doped with 0.6 wt.% of Mg. Analysis of histopathology of implants' integration with bone were performed by staining using the triple chromatographic method of Masson - Goldner, pla- nimetric analysis using the Kruskal - Wallis test, an ANOVA test and microtomography. The best results were obtained for implants coated with HA, followed by those coated with OCP. Implants from these two groups showed superior integration with bone than uncoated titanium implants.

19

Structural and mechanical properties of boron nitride thin films deposited on steel substrates by pulsed laser deposition

Gocman K., Kałdoński T., Mróz W., Burdyńska S., Prokopiuk A.

Journal of KONES

|

2011

|

Vol. 18, No. 1

149-156

EN

The article presents preliminary results of investigation on structure, morphology and mechanical properties of boron nitride thin films prepared by pulsed laser deposition on various steel substrates. In order to improve adhesion and reduce internal stresses, substrates were subjected to gas nitriding. To increase gas ionization in the chamber and provide the deposited particles with higher energy RF discharge generator was used. Structure and morphology of coatings were examined by atomic force microscopy (AFM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Mechanical properties like nanohardness (sclerometric) and elastic modulus (using approach curves) were characterized by UNMT. Adhesion of coatings was measured by scratch tests; critical load was determined on the basis of microscopic observation and friction force and acoustic emission runs. On the basis of obtained results, possibility of using steel as substrate for BN thin films deposition was confirmed. Stable, crystalline, multiphase coatings with good adhesion to the steel substrate were obtained. It was also proved that mechanical properties of prepared coatings and their adhesion to the substrates strongly depend on the type of the substrate. In the next stage tribological properties of BN, coatings will be examined in particular in terms of wear resistance and friction coefficient between coatings and steel.

20

Zastosowanie azotku boru jako materiału smarującego w porowatych łożyskach ślizgowych

Mróz W., Budner B., Czwartos J., Gocman K., Prokopiuk A., Kałdoński T.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

612-615

PL

Heksagonalny azotek boru (h-BN) jest materiałem, który z uwagi na mały współczynnik tarcia może być wykorzystywany jako materiał smarujący, mogący w niektórych zastosowaniach zastąpić oleje i smary. W prezentowanej pracy był on wykorzystany w dwojaki sposób: w postaci proszku jako dodatek do materiału konstrukcyjnego tulei porowatych łożysk ślizgowych oraz w postaci warstw osadzanych na powierzchni tulei metodą PLD z wykorzystaniem lasera ArF (? = 193 nm). Podłoża i osadzone warstwy BN zostały scharakteryzowane metodą spektroskopii fotoelektronów rentgenowskich (XPS) oraz spektroskopii Ramana. Właściwości smarujące osadzonych warstw zostały określone na podstawie wyznaczonych współczynników tarcia w teście przeprowadzonym w ruchu posuwisto-zwrotnym metodą kula-płaszczyzna. Uzyskane wyniki wskazują na zmniejszenie współczynnika tarcia w porównaniu z materiałem niemodyfikowanym zarówno w przypadku pokrycia tulei warstwą BN, jak i w wyniku dodania do materiału sproszkowanego BN. Uzyskane wartości współczynnika tarcia są również zbliżone do wartości wyznaczonych dla tulei nasączonych olejem Antykol TS 120.

EN

Hexagonal boron nitride (h-BN) is a lubricate material with small friction coefficient, which can be used as an altternative to oils or greases. Two kinds of h-BN were presented in this paper: a h-BN powder used as a suplement for a structural material of the bush of the porous sliding bearings and as a thin films deposited on the bush surfaces using PLD method with ArF laser (with ? = 193 nm). Both bush surfaces and deposited BN films were characterized using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Raman spectroscopy methods. On the basis of frictional coefficient observed during reciprocating motion test using ball on flat method the sliding properties of deposited films were determined. The results of an experiment shows that for both the bush covered with BN films and bush with BN powder in their structure the frictional coefficient is smaller than for the unmodified bushes. These results are similar to friction coefficient values for bushes impregnated with Antykol TS 120 oil.