Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ temperatury nanoszenia i grubości powłok CrN na ich strukturę i właściwości ochronne

Warcholiński B., Jędrzejewski R., Gilewicz A., Murzyński D., Dobruchowska E., Szparaga Ł., Ratajski J.

Inżynieria Powierzchni

|

2016

|

nr 1

3--10

PL

W pracy oceniono wpływ temperatury osadzania i grubości powłok CrN na podłożu z azotowanej ulali 42CrMo4 na ich budowę krystaliczną oraz właściwości antykorozyjne. Powłoki o grubościach z zakresu 5- 25 µm formowano w temperaturze 350°C i 450°C. Wykazano, że temperatura procesu osadzania wywiera istotny wpływ na orientację krystalograficzną ziaren w powłoce CrN. W powłoce formowanej w temperaturze 350°C największą intensywność zarejestrowano dla Unii dyfrakcyjnej (220), natomiast w powłoce osadzanej w 450°C największą intensywnością charakteryzowała się orientacja krystalograficzna (111). Powłoki CrN osadzane w 450°C wykazują lepsze właściwości ochronne niż formowane, w temperaturze 350°C, przy czym najwyższą odpornością na korozję elektrochemiczną charakteryzuje się układ podłoże-powłoka CrN o grubości 25 µm.

EN

The aim of this study was to evaluate the influence of the deposition temperature and the thickness of the CrN coatings, which were deposited onto the nitrided 42CrMo4 steel substrate, on their crystalline structure and anti-corrosion properties. The coatings with the thicknesses within the range of 5-25 µm were formed at the temperatures of 350°C and 450°C. It was pointed out that the temperature of the deposition process exerts a significant influence on the crystallographic orientation of the grains inside the CrN coating. In the coating formed at the temperature of 350°C the highest intensity was recorded for the diffraction line (220), while m the coating deposited at the temperature of 450°C the greatest intensity was characteristic for the crystallographic orientation (III). The CrN coatings deposited at the temperature of 450°C show better protective properties than the ones which are formed at the temperature of 350°C, whilst the system with the CrN coating thickness of 25 µm is distinguished by the best resistance to electrochemical corrosion.

2

Odporność na zużycie i korozję powłok wielowarstwowych CrCN/CrN wytworzonych na azotowanej stali 42CrMo4 metodą katodowego odparowania łukowego

Gilewicz A., Murzyński D., Dobruchowska E., Olik R., Ratajski J., Warcholiński B.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 5

286--290

PL

Azotki metali przejściowych formowane metodami PVD charakteryzują się właściwościami będącymi przedmiotem wielu zastosowań. Powłoki z azotku chromu wykazują dobrą odporność na utlenianie, zużycie i korozję. Można ją poprawić przez formowanie struktury wielowarstwowej, w której przerywana jest mikrostruktura kolumnowa (typowa dla powłok jednowarstwowych PVD), co znacznie zmniejsza potencjalne źródło korozji zachodzącej wzdłuż kolumn. Dodatkowo wprowadzenie węgla do azotku chromu powoduje rozdrobnienie mikrostruktury, odpowiadające zarówno za poprawę właściwości mechanicznych powłoki, jak i zwiększenie odporności na korozję. Celem pracy było wytworzenie powłoki wielowarstwowej CrCN/CrN metodą katodowego odparowania łukowego na azotowanych podłożach ze stali 42CrMo4, charakteryzujących się różnym składem azotków żelaza w ich strefie przypowierzchniowej oraz ocena odporności na zużycie i korozję w 3% roztworze NaCl. Stwierdzono, że ograniczenie wydzieleń azotkowych ε (Fe2-3N) i γ′ (Fe4N) na zewnętrznej powierzchni podłoża ma decydujące znaczenie dla przyczepności powłok CrCN/CrN oraz odporności na korozję. Podłoża azotowane w potencjale azotowym KN = 1,1 nie wykazywały w badaniach rentgenowskich faz ε i γ′. Skutkowało to mniejszym wskaźnikiem zużycia powłoki, większą przyczepnością powłoki do podłoża, a także wyższym potencjałem korozyjnym i mniejszą gęstością prądu korozyjnego w porównaniu z powłoką naniesioną na podłoże nieazotowane lub azotowane w wyższym potencjale azotowym.

EN

Transition metal nitrides formed by PVD methods are characterized by properties which are subject to many applications. Chromium nitride coatings show good resistance to oxidation, wear and corrosion. It can be improved through the formation of a multilayer structure, wherein the columnar microstructure (typical for monolayer coating PVD) is interrupted, which significantly reduces a potential source of corrosion occurring along the columns. In addition, the introduction of carbon to chromium nitride causes refinement of microstructure, corresponding to both the improvement of the mechanical properties of the coating and increased resistance to corrosion. The aim of the work was to produce CrCN/CrN multilayer coating by cathodic arc evaporation on a not nitrided and nitrided 42CrMo4 steel substrates. The nitriding was characterized by varying the composition of iron nitrides in the surface zone. The samples were tested for adhesion, resistance wear and corrosion resistance in 3% NaCl solution. It has been found that the reduction of nitride precipitates of ε (Fe2-3N) and γ′ (Fe4N) on the outer surface of the substrate is critical for the adhesion of CrCN/CrN coatings and corrosion resistance. Substrates nitrided in nitrogen potential KN = 1.1 did not show in X-ray studies ε and γ′ phases. This resulted in a lower wear rate of the coating, a higher adhesion of the coating to the substrate, higher corrosion potential and lower corrosion current density compared to the coating deposited on not nitrided or nitrided in higher nitrogen potential.

3

Właściwości azotku molibdenu otrzymanego metodą katodowego odparowania łukowego

Gilewicz A., Warcholiński B., Murzyński D.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 5

477--480

PL

Wśród wielu technik nakładania powłok Mo-N: rozpylania magnetronowego AC i DC, implantacji jonowej, katodowego odparowania łukowego, ta ostatnia jest najbardziej wszechstronna ze względu na duży stopień jonizacji. Powłoki otrzymywane tą metodą charakteryzują się dużą gęstością i dobrą jakością. Struktura fazowa powłok Mo-N silnie zależy od parametrów technologicznych ich nakładania, głównie od ciśnienia azotu w komorze roboczej i napięcia polaryzacji podłoża. Wzrost ciśnienia azotu powoduje zmianę mikrostruktury fazowej z sieci regularnej przestrzennie centrowanej molibdenu Mo, przez regularną γ-Mo 2 N do heksagonalnej δ-MoN (rys. 1, 3). Fazy te ze względu na różne struktury sieci krystalograficznej charakteryzują się różnymi właściwościami fizycznymi. Reakcje na powierzchni powłoki są bezpośrednio związane z energią cząstek, a ta pośrednio z napięciem polaryzacji podłoża podczas procesu formowania powłoki i prądu wyładowania źródła łukowego. Wzrost napięcia polaryzacji podłoża inicjuje tzw. rozpylanie wsteczne powłoki, podczas którego zachodzi wybijanie atomów azotu z powłoki. Wpływa to na zmiany w składzie chemicznym (rys. 4) i morfologii powłok. Jest ono prawdopodobnie przyczyną tworzenia się regularnej fazy γ-Mo 2 N w warunkach występowania fazy heksagonalnej δ-MoN (rys. 2 i 3). Katodowe odparowanie łukowe – metoda nakładania powłok Mo-N – charakteryzuje się z jednej strony dużą szybkością nanoszenia, z drugiej natomiast gorszą jakością powierzchni w porównaniu z na przykład metodą rozpylania magnetronowego. Występuje dość duża liczba makrocząstek na powierzchni powłoki zależna od ciśnienia azotu i napięcia polaryzacji podłoża (tab. 1). Chropowatość powierzchni Ra powłoki nakładanej przy napięciu polaryzacji podłoża powyżej –70 V jest stosunkowo niewielka i prawie niezależna od ciśnienia azotu. Powłoki otrzymywane przy napięciu polaryzacji –10 V charakteryzują się ponad dwukrotnie większą chropowatością Ra malejącą ze wzrostem ciśnienia cząstkowego azotu (rys. 6).

EN

Among the many techniques for coating Mo-N coating deposition: AC and DC magnetron sputtering, ion implantation, cathodic arc evaporation, the latter one is the most comprehensive because of the high degree of ionization of the plasma, high density and quality of the coatings. Phase structure of Mo-N coatings is strongly dependent on the technological parameters of deposition, mainly on the nitrogen pressure in the working chamber and the substrate bias voltage. The increase of nitrogen pressure changes the phase structure of body-centered cubic lattice of molybdenum Mo, by cubic γ-Mo 2 N to the hexagonal δ-MoN (Fig. 1, 3). These phases, due to different structure of the crystal lattice show different physical properties. From the energetic point of view, reactions on the film surface are directly related to energy particles, and this indirectly with substrate bias voltage during film formation process and the current arc discharge source. The increase in substrate bias voltage initiates the resputtering of the coating, in which there is a reduction of nitrogen atoms in the coating. This affects the changes in chemical composition (Fig. 4) and the morphology of the coatings. It is likely the cause of formation of the cubic phase of γ-Mo 2 N in deposition conditions of the hexagonal δ-MoN phase (Fig. 2, 3). Cathodic arc evaporation – a method of deposition of Mo-N coatings, is characterized on the one hand, high deposition rate, on the other – poorer surface quality compared to e.g. magnetron sputtering method. There is a relatively large number of macroparticles on the surface of the coating depends on nitrogen pressure and substrate bias voltage (Tab. 1). Surface roughness Ra of the coating deposited at the substrate bias voltages above –70 V is relatively small and almost independent of nitrogen pressure. The coatings obtained at –10 V of substrate bias voltage are characterized by more than twice the surface roughness Ra decreasing with increasing partial pressure of nitrogen (Fig. 6).

4

Badania warstwy tlenkowej w procesie wysokotemperaturowego utleniania folii FeCrAl

Murzyński D., Rakoczy J., Reszka K.

Chemik

|

2009

|

Vol. 62, nr 1

11-13

PL

Urządzenia katalityczne, które znajdują zastosowanie w dopalaniu spalin samochodowych budowane są z bloków składających się ze zwiniętej folii metalowej, na której jest osadzona warstwa aktywna katalitycznie. W celu otrzymania warstwy aluminy umożliwiającej osadzenie metalicznej fazy aktywnej prowadzono proces utleniania folii FeCrAl w zakresie temperatur 840-860°C. Zastosowano atmosferę mieszaniny argonu i tlenu, w której udział tlenu zmieniał się od 33% do 74%. Przeprowadzono badania struktury warstw tlenkowych, składu i właściwości katalitycznych.

EN

Catalytic sets which are currently using for the burning down of automotive exhaust are made with the rolled foil. Foil is usually deposited with active catalytic layer. In aim of depositing the metallic active phase on alumina layer, foil of FeCrAl was oxidized at the range of temperature 840-860°C. The atmosphere of argon and oxygen composition, which was used for oxidation, contained 33% -74% of oxygen. Structure, composition of oxide layers and their catalytic activity was tested.