Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Struktura warstw kompozytowych Ni-P/Si3N4 wytwarzanych metodą chemiczną

Wyszyńska A., Trzaska M.

Kompozyty

|

2006

|

R. 6, nr 3

54-58

PL

Przedmiotem badań przedstawionych w niniejszej pracy są warstwy kompozytowe Ni-P/Si3N4 wytwarzane metodą redukcji chemicznej na podłożu stalowym. Zamieszczono wyniki analizy fazowej oraz morfologię stosowanego materiału ceramicznego. Przedstawiono topografię i morfologię powierzchni wytworzonych warstw Ni-P i Ni-P/Si3N4, ich strukturę w przekroju poprzecznym oraz rozmieszczenie cząstek fazy ceramicznej w objętości wytworzonych warstw. Metodą komputerowej analizy obrazu wyznaczono zawartość proszku azotku krzemu w materiale kompozytowym. Zbadano mikrostrukturę warstw niklowych Ni-P i warstw kompozytowych Ni-P/Si3N4 za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego. Podano również wyniki analizy składu chemicznego warstw Ni-P i Ni-P/Si3N4. Ustalono, że warstwy kompozytowe Ni-P/Si3N4 wytworzone metodą chemiczną charakteryzują się zwartą jednorodną strukturą.

EN

Composite layers with nickel matrix and Si3N4 disperse phase have been the subject of the present authors' investigations. The composite layers have been produced by the chemical reduction method. Results of the phase analysis and morphology of the silicon nitride powder are reported (Figs. 1 and 2). The results of investigations of surface and morphology topography of Ni-P and Ni-P/Si3N4 layers, as well as of the structure of produced layers and distributions of Si3N4 phase in nickel matrix are presented in Figures 4, 5, and 8, respectively. The method of computer analysis of images were applied to determine the content of the dispersed phase of silicon nitride in the composite material. The microstructures of the coatings were examined by transmission electron microscope (TEM) (Figs. 6 and 7). Analysis and distribution of individual elements in Ni-P and Ni-P/Si3N4 layers are presented in Figure 9 and Table 1.

2

Modyfikacja warstw Ni-P wytwarzanych metodą redukcji chemicznej

Wyszyńska A., Trzaska M.

Kompozyty

|

2005

|

R. 5, nr 4

48-52

PL

Tematem prezentowanych badań jest modyfikacja struktury i właściwości warstw Ni-P poprzez wbudowanie cząstek fazy ceramicznej Si3N4, a następnie poddanie ich odpowiedniej obróbce cieplnej. Badaniom poddane zostały warstwy niklowo--fosforowe Ni-P i warstwy kompozytowe Ni-P/Si3N4 wytwarzane metodą redukcji chemicznej. W pracy przedstawiono wyniki analizy fazowej, analizy składu chemicznego oraz badań metalograficznych warstw niklowych i kompozytowych, przed i po ich obróbce cieplnej. Zaprezentowano też wyniki badań mikrotwardości wytworzonych warstw przed i po obróbce cieplnej. Analiza wyników uzyskanych z przeprowadzonych badań wykazała, że wbudowanie drobnodyspersyjnego proszku azotku krzemu spowodowało poprawę właściwości mechanicznych warstwy Ni-P, których dodatkowe udoskonalenie można uzyskać przez odpowiednią obróbkę cieplną warstw Ni-P/Si3N4.

EN

The key topic of the research presented in this paper is the modification of the structure and the studies of properties of the Ni-P coatings through building in particles of the S3N4 ceramic phase followed by a relevant heat treatment. The main subject of the research is focused on the Ni-P nickel-phosphorus coatings together with the Ni-P/Si3N4 composite coatings produced by the chemical reduction method (Fig. 1). The performed investigations cover the results of the phase analysis (Figs 3 and 4), the chemical analysis (Fig. 5 and Table 1) and the metallographic research of the nickel and composite coatings, both prior and after the heat treatment (Fig. 6). The paper also reports the results of the microhardness tests of the produced coatings before and after the heat treatment (Table 2). The analysis of the data obtained from the realized research has shown that building the dispersed powder of Si3N4 into the Ni-P substrate resulted in significant improvements of the mechanical properties of the Ni-P coating. These properties can be additionally increased by an appropriate heat treatment of the Ni-P/Si3N4 coatings.

3

Wpływ dyspersyjnej fazy ceramicznej na właściwości niklowych warstw kompozytowych

Wyszyńska A., Trzaska M.

Kompozyty

|

2004

|

R. 4, nr 9

94-98

PL

Zbadano i oceniono wpływ dwóch różnych dyspersyjnych faz ceramicznych Si3N4 i Al2O3 na właściwości kompozytowych warstw niklowych wytworzonych metodą redukcji chemicznej. Przedstawiono wyniki analiz morfologicznej i rentgenowskiej proszków azotku krzemu i tlenku glinu stosowanych do wytwarzania warstw kompozytowych. Przedstawiono także topografię i morfologię powierzchni wytworzonych warstw Ni-P-Si3N4 i Ni-P-Al2O3 oraz ich strukturę w przekroju poprzecznym. Zaprezentowano wyniki badań twardości oraz odporności na zużycie przez tarcie materiału podłoża S235JR oraz warstw Ni-P, Ni-P-Si3N4, Ni-P-Al2O3. Analiza porównawcza wyników badań warstw Ni-P, Ni-P-Si3N4 oraz Ni-P-Al2O3 wykazała, że wbudowanie dyspersyjnej fazy ceramicznej w warstwę Ni-P powoduje istotne zwiększenie twardości oraz odporności na zużycie ścierne materiału warstwy kompozytowej. W przypadku badanych materiałów stwierdzono również taki sam wpływ zarówno tlenku glinu, jak i azotku krzemu na właściwości mechaniczne warstwy.

EN

The paper is aimed on investigations of the influence of two kinds of ceramic dispersive phases i.e. Si3N4 and Al2O3 on properties of composite nickel coatings manufactured by the method of chemical reduction. Investigations of the morphology and phase composition of Si3N4 and Al2O3 powders are performed (Figs 1 and 2). Results of morphological examinations of the coating surfaces Ni-P, Ni-P-Si3N4 and Ni-P-Al2O3 are shown in Figure 3. Structures in cross sections of the composite coatings are shown in Figure 4. Effects of examinations of the wear resistance and hardness of the S235JR substrate and Ni-P, Ni-P-Si3N4 as well as Ni-P-Al2O3 coatings are reported (Fig. 5 and Tab. 1). Results of performed investigations of Ni-P--Si3N4 coatings are compared with results of similar examinations of Ni-P-Al2O3 surface deposits. Results of investigations presented in this paper have showed that introducing ceramic phases into Ni-P coatings leads to important increase in wear resistance and hardness of the ceramic dispersive phase has influences on mechanical properties of the composite surface coatings.

4

Kinetyka osadzania warstw kompozytowych Ni-P-Si3N4

Wyszyńska A., Trzaska M.

Kompozyty

|

2003

|

R. 3, nr 6

8-11

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu temperatury i intensywności mieszania kąpieli na szybkość osadzania i strukturę warstw niklowych Ni-P i kompozytowych Ni-P-Si3N4, wytwarzanych metodą redukcji chemicznej. Warstwy Ni-P wytwarzano w kąpieli zawierającej NiCl2, NaH2PO2, Na3C6H5O7 oraz dodatkowo jeszcze 5 g proszku Si3N4 w przypadku warstw Ni-P-Si3N4. Proces osadzania warstw Ni-P i Ni-P-Si3N4 realizowano w takich samych warunkach: przy stałej szybkości mieszania kąpieli mieszadłem mechanicznym o 400 obr/min i różnej temperaturze procesu wynoszącej 80, 90 i 100°C, a następnie w stałej temperaturze procesu wynoszącej 90°C i dobieranej szybkości mieszania w zakresie 300:600 obr/min mieszadła. Zależność szybkości osadzania warstw Ni-P oraz Ni-P-Si3N4 od temperatury przedstawiono na rysunku 1. Strukturę w przekroju poprzecznym warstw kompozytowych wytwarzanych w różnej temperaturze pokazano na rysunku 2. Wpływ intensywności mieszania kąpieli na szybkość osadzania warstw niklowych i kompozytowych pokazuje rysunek 3, natomiast strukturę w przekroju poprzecznym warstw osadzanych przy różnej intensywności mieszania kąpieli przedstawia rysunek 4. Wykazano, że wzrost temperatury procesu zwiększa szybkość osadzania zarówno warstwy Ni-P, jak i Ni-P-Si3N4 oraz zwiększa udział fazy ceramicznej w materiale kompozytowym. Natomiast wzrost intensywności mieszania kąpieli powoduje wzrost zawartości fazy ceramicznej w materiale kompozytowym oraz zmniejszenie szybkości jej osadzania.

EN

The paper is aimed on investigations of the influence of the temperature and mixing intensities on the deposition velocity and the microstructure of Ni-P surface coatings and composite coatings Ni-P-Si3N4, manufactured by the method of chemical reduction. The deposition processes of Ni-P layers have been realized in the electrolyte bathes containing NiCI2, NaH2PO4, Na3C6H5O7 and 5 g of the Si3N4 powder in the case of the Ni-P-Si3N4 layers, respectively. The coating processes of Ni-P and Ni-P-Si3N4 layers have been performed in identical conditions at the constant speed of the bath mixing performed with the mechanical mixer with 400 turns/min and at various temperatures of the process realization, namely at 80, 90 and 100°C. Next, the processes have been repeated at the constant temperature but variable speeds of the bath mixing performed in the range 300:6OO turns/min of the mixer. Dependences of the velocity of the layer depositions of the temperature are presented in Figure 1. Structures in the cross sections of the composite coatings produced at various temperatures are shown in Figure 2. Influences of the bath mixing intensities on the velocity of nickel and composite coatings are illustrated in Figure 3. Structures in the cross sections of the deposited layers at various mixing intensities of the electrolyte bath are presented in Figure 4. Results of investigations presented in this paper have showed that the increase of the process temperature augments the deposition velocity both of the Ni-P as well as of the Ni-P-Si3N4 layers and increases the rate of the contents of the disperse phase in the composite material. On the other hand the increase of the bath mixing intensities leads to an increase of the contents of the ceramic phase in the composite materials with simultaneous decrease of their deposition velocities.

5

Zużycie ścierne warstw niklowych modyfikowanych dyspersyjną fazą ceramiczną

Trzaska M., Kowalewska M., Wyszyńska A.

Prace Naukowe Instytutu Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2002

|

Vol. 87, nr 27

340-345

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań zużycia ściernego powierzchniowych warstw niklowych Ni, Ni-P oraz warstw kompozytowych Ni-Si3N4, Ni-P-Si3N4 wytwarzanych metodami chemicznymi i elektrochemicznymi na podłożu stalowym. Podano wyniki analizy granulometrycznej, składu fazowego oraz udziału objętościowego dyspersyjnego składnika ceramicznego materiału kompozytowego warstw. Przedstawiono topografię powierzchni warstw niklowych oraz warstw kompozytowych przed i po próbie ścierania. Badania warstw Ni, Ni-P oraz warstw kompozytowych Ni-Si3N4, Ni-P-Si3N4 wykazały, że wbudowanie dyspersyjnej fazy ceramicznej zmniejsza wielokrotnie ich zużycie ścierne.

EN

The paper is aimed on the presentation of results obtained by studies of the abrasion wear of surface layers Ni and Ni-P as well as of composite layers Ni-Si3N4 and Ni-P-Si3N4 produced by the electroless and electrochemical methods on the steel base. Results of granulometric analysis, phase compositions and volumetric rate of the disperse ceramic component of the surface layers before and after abrasion wear examinations are reported. In conclusion, it has been checked that the disperse phase Si3N4 involved into Ni and Ni-P surface layers importantly decreases their abrasion wear.

6

Odporność korozyjna warstw kompozytowych z osnową niklową i dyspersyjną fazą ceramiczną

Trzaska M., Wyszyńska A., Kowalewski M.

Kompozyty

|

2002

|

R. 2, nr 5

338-341

PL

Przedstawiono wyniki badań korozyjnych warstw kompozytowych Ni-Si3N4 i Ni-P-Si3N4 wytwarzanych metodami redukcji chemicznej i elektrochemicznej na stali St3. Badania zrealizowano metodą potencjodynamiczną w środowisku 0,5 M NaCl. Porównano wyniki badań korozyjnych warstw kompozytowych Ni-Si3N4 i Ni-P-Si3N4, a także warstw niklowych Ni oraz Ni-P. Stwierdzono, że obecność dyspersyjnej fazy Si3N4 w warstwie Ni zwiększa znacznie jej odporność korozyjną, zaś w warstwie Ni-P nie zmienia jej odporności korozyjnej.

EN

The paper is aimed on studies of the corrosion resistance of composite coatings Ni-Si3N4 and Ni-P-Si3N4 deposited on the steel substrate (St3) by the electroless process as well as by electrochemical techniques. A poly-disperse powder of the silicon nitride has been used for the depositions of the composite coatings. The silicon nitride powder has been composed of grains of dimensions in the range of 0.1:1 um constituting 80% of the whole volume and in the range of 1:2 um in the remainder part of the powder volume. The composite coatings have been deposited in the bath containing 5 g of the powder in 1 dm3 of the electrolyte. The examinations of the morphology of the deposited coatings and their deterioration rates after the corrosion tests have been performed with using the electron scanning microscopy techniques. The corrosion studies have been realised by the potentio-dynamical method in the 0.5 M solution of NaCl. It has been detected that the content of the disperse ceramic phase in the composite coating Ni-P-Si3N4 deposited by the electroless method has reached the level of 17% of the whole volume and it is greater than that of Ni-Si3N4 layer deposited by the electrochemical method. It has reached for this last composite coating the level of 11% of the whole volume. The diagrams of the anode polarisation of the steel substrate, of the Ni and Ni-P coatings as well as of the composite coatings Ni-Si3N4 are also examined in details (Fig. 1). The potentio-dynamical curves measured for all examined coatings have quite similar forms and they differ importantly from that of the steel substrate. Results of these examinations are reported and compared. Images of the corrosion deterioration of the studied coatings are shown in Figures 2-9. In the case of Ni coatings their corrosion deterioration tested in the 0.5 M of NaCl solution are quite different (Figs 2 and 6) with respect to the Ni-P (Figs 3 and 7) as well as to the Ni-Si3N4 and Ni-P-Si3N4 (Figs 8 and 9) composite coatings. The nickel coatings deposited by the electrochemical method, which are characterised by the crystal structure, suffered the intense penetration corrosion. The images of this coating destruction, the corrosion penetration forms and their depth as well as their positions on the coating surface are shown in Figs 2 and 6. In the case of Ni-P, Ni-Si3N4 and Ni-P-Si3N4 coatings the material diminution caused by the corrosion processes is uniformly distributed on the whole exposited surfaces. It has been demonstrated that introduction of the ceramic particles Si3N4 into the Ni coatings deposited by the electrochemical process leads to important increase in corrosion resistance of the composite coatings with respect to the Ni coating only. On the other hand the presence of the ceramic phase Si3N4 in the Ni-P layer has not influences on its corrosion resistance.

7

Ocena wpływu fazy ceramicznej na właściwości tribologiczne warstw kompozytowych Ni-P-Si3N4

Trzaska M., Wyszyńska A.

Inżynieria Powierzchni

|

2001

|

Nr 4

35-41

PL

W artykule dokonano oceny wpływu udziału drobnodyspersyjnej fazy ceramicznej w warstwach kompozytowych Ni-P-Si]N4, wytwarzanych metodą redukcji chemicznej, na ich właściwości tribologiczne. Ustalono optymalne parametry procesu osadzania warstw kompozytowych Ni-P-Si3N4. Przedstawiono wyniki analizy morfologicznej i rentgenowskiej stosowanego proszku azotku krzemu oraz udziału objętościowego Si3N4 w materiale warstw kompozytowych. Zaprezentowano wyniki badań mikrotwardości oraz odporności na zużycie przez tarcie warstw Ni-P i Ni-P-Si3N4. Przedstawiono także topografię i strukturę warstw Ni-P i Ni-P-Si3N4 przed i po przeprowadzonym badaniu tribologicznym. Analiza porównawcza wyników wykazała, że obecność drobnodysperyjnej fazy ceramicznej w warstwie powierzchniowej znacznie zwiększa jej mikrotwardość i odporność na zużycie przez tarcie w porównaniu z warstwą Ni-P.

EN

The paper aim is focussed on study of the tribological behaviour of the electroless Ni-P-Si3N4 composite layers produced by chemical reduction method versus the content of the micro-dispersed ceramic phase. Optimal parameters of the deposition process of the Ni-P-Si3N4 composite layers have been examined. Results of the morphological and diffractional analyses of the silicon nitride powder and its contents in the material of the composite layers are presented. Measurements data of the micro-hardness and abrasion wear of the Ni-P and Ni-P-Si3N4 layers are reported and analysed in details, respectively. Moreover, the topographical structures of Ni-P and Ni-P-Si3N4 layers before and after tribological examinations, are also presented. Comparative analysis of the obtained results has showed that the presence of the micro-dispersed ceramic phase in the electroless Ni-P-Si3N4 composite layers improves significantly their micro-hardlless and abrasion wear resistanee as compared with the Ni-P layers.