Celem prezentowanej pracy była ocena przydatności stosowania warstw SiO2 naniesionych dwiema metodami Atomic Layer Depositon (ALD) i zol-żel na podłoże ze stali 316LVM stosowanej na implanty w układzie sercowo-naczyniowym. Do badań wytypowano stal austenityczną 316LVM i poddano ją następującym modyfikacją powierzchni: polerowanie elektrochemiczne, pasywacja chemiczna, naniesienie warstw SiO2 zarówno metodą ALD, jak i zol-żel. Wymienione metody są obecnie najczęściej stosowane w przypadku nanoszenia warstw powierzchniowych na implanty. W ramach oceny przydatności zaproponowanych metod modyfikacji powierzchni analizowanej stali autorzy pracy przeprowadzili badania własności mechanicznych, elektrochemicznych oraz fizycznych. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że niezależnie od metody nanoszenia zaobserwowano korzystny wpływ warstwy SiO2 na badane własności w porównaniu do stanu wyjściowego. Ponadto stwierdzono, że najkorzystniejszym zespołem własności mechanicznych, elektrochemicznych i fizycznych charakteryzuje się warstwa SiO2 naniesioną metodą ALD. Tak naniesiona warstwa charakteryzowała się większą siłą krytyczną powodującą delaminację warstwy, większą odpornością na korozję wżerową oraz większym kątem zwilżania wodą (charakter hydrofobowy), co w przypadku implantów stosowanych w układzie krwionośnym jest zjawiskiem pożądanym, ponieważ wymagana jest mała adsorpcja białek, która ogranicza proces krzepnięcia krwi. Zaproponowanie odpowiednich wariantów obróbki powierzchniowej z wykorzystaniem metody ALD oraz zol-żel ma perspektywiczne znaczenie i przyczyni się do opracowania warunków technologicznych o sprecyzowanych parametrach wytwarzania powłok tlenkowych na implantach stosowanych w układzie sercowo-naczyniowym.
EN
The aim of this study was to evaluate the usefulness of SiO2 layers deposited by two methods - atomic layer deposition (ALD) and sol-gel, on the surface of stainless steel 316LVM used in application of cardiovascular implants. In assessing the suitability of the proposed methods to modify surfaces of the analysed steel, authors carried out tests of mechanical, electrochemical and physical properties. The austenitic steel 316LVM was chosen and subjected to the following surface modifications: electrochemical polishing, chemical passivation and application of the SiO2 layer using both methods – ALD and sol-gel. These methods were proposed for research, because they are most commonly used in the case of applying surface layers to implants. Based on the obtained results, it was observed that regardless of the method of application, the SiO2 layer has beneficial effect on examined properties compared to control. Moreover, it was found that the SiO2 layer deposited by ALD is characterized by the most preferred combination of mechanical, physical and electrochemical properties. The layer obtained by this method is characterized by a higher critical force, which causes delamination of the layers, higher resistance to pitting corrosion and higher water contact angle (hydrophobic character), which is a desirable phenomenon in the case of implants used in the circulatory system, resulting in lower adsorption of proteins and blood clothing. Proposing of suitable variants of surface treatment using the ALD and sol-gel methods is of perspective importance. It will contribute to the development of technological conditions with specified parameters for the production of oxide coatings on implants used in the cardiovascular system.
The paper presents the results on the wear resistance of PVD coatings on cutting inserts made from sintered carbide and sialon ceramics. The exploitative properties of coatings in technological cutting trials were defined in the paper, which also examined the adhesion of coatings to the substrate, the thickness of the coating, and the microhardness. As a result, it was found that isomorphic coating with AlN-h phase of covalent interatomic bonds exhibits much better adhesion to the sialon substrate than isomorphic coating with titanium nitride TiN. These coatings assure the high wear resistance of the coated tools, and the high adhesion combined with the high microhardness and fine-grained structure assure an increase in the exploitative life of the coated tools. In the case of coatings on substrate made from sintered carbide, there was a significant influence on the properties of the tools coated with them as concerns the existence of the diffusion zone between the substrate and the coating.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Studies of haemocompatibility of AISI 316LVM steel point to the need for nickel elimination from the surface and replacing it with other elements showing higher biotolerance. Such layers include titanium, carbon or silicon coatings. Therefore, the authors attempted to evaluate some selected physicochemical properties of TiO2 layers, grown by atomic layer deposition (ALD) method, on the surface of 316LVM steel at variable process temperature. ALD temperature has a major role in the final quality of the surface layer grown with the use of such method, regardless of the type of the base. It was observed that the growth of temperature had an adverse influence on corrosive resistance in the artificial plasma environment and contributed to formation of a double (porous) layer showing decreased tightness. Further on, assessment of the coating adhesion to the base showed that too low process temperature T = 100 °C had an adverse effect on mechanical properties, resulting in substantially reduced critical force. On the other hand, the performed surface wettability tests showed no influence of ALD temperature in the obtained angle values.
This work presents studies of the structure and functional properties of coatings deposited onto indexable inserts made of nitride and sialon tool ceramics with the required properties, i.e. high adhesion, niicrohardness. high resistance to abrasive and diffusion wear in working conditions of high-performance cuttings tools. In the present paper the results of the investigations of the structure, texture, mechanical and functional properties of the Ti(C,N), (Ti.Al)N, Ti(C.N)+(Ti,Al)N coatings were presented. The 80% increase in the hardness of the coatings in comparison to the substrate material was reported. Test coatings are characterized by good adhesion to the substrate. The maximum Lc load of (Ti A1)N coat applied to the substrate from the nitride ceramics is equal to 42 N. In the studied coatings compressive stresses were found. The results of mechanical properties investigations, especially tribological ones correlate with the results of exploitation tests carried out during the cutting test.
The objective of the study is assessment of suitability of the ALD method for application of a TiO2 layer on surface of 316LVM steel used for production of vessel stents. Selection of the appropriate process parameters for application of the layer affects its electrochemical properties, which largely determine resistance of the biomaterial to corrosion in the blood environment, thus affecting its hemocompatibility. To assess resistance of the AISI 316LVM steel with modified surface to corrosion, voltammetric and impedance measurements were conducted. The proposed variant of surface processing allows safe deformation of the TiO2 layer without its delamination.
The main aim of the research is the investigation of the structure and properties of single-layer and gradient coatings of the type (Ti,Al)N and Ti(C,N) deposited by physical vapour deposition technology (PVD) on the cermets substrate. The structural investigations include the metallographic analysis on the transmission and scanning electron microscope. Examinations of the chemical compositions of the deposited coatings were carried out using the X-ray energy dispersive spectrograph EDS, and using the X-ray diffractometer. The investigations include also analysis of the mechanical and functional properties of the materials: substrate hardness tests and microhardness tests of the deposited coatings, surface roughness tests, evaluation of the adhesion of the deposited coatings as well as cutting properties. The results of the investigations carried out confirm the advantages of PVD coatings deposited onto cermets substrate especially in case of (Ti,Al)N. Coatings deposited onto the investigated substrates are characterised by good adhesion, high microhardness, taking effect in very high increasing of wear resistance. Deposition of hard, thin, gradient coatings on materials surface by PVD method features one of the most intensely developed directions of improvement of the working properties of materials. Equally important is the development of tool materials with respect to the fabrication of thin coatings resistant to wear in PVD process. It is of considerable importance, since through the selection of appropriate components, we can obtain a tool material of better properties. This area of tool material development is a priority nowadays, since it is the main route leading to the acquisition of machining tools of suitable properties. The results of the investigation provide useful information on microstructure, adhesion characterized in a scratch test, wear resistant properties of the gradient and single-layer coatings deposited onto cermet.
PL
Celem artykułu było zbadanie struktury i właściwości jednowarstwowych i gradientowych powłok typu (Ti,Al)N oraz Ti(C,N) naniesionych metodą fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD) na podłożu z cermetali narzędziowych. Badania strukturalne obejmują transmisyjną i skaningową mikroskopię elektronową. Analizę składu chemicznego i fazowego badanych powłok wykonano metodą spektroskopii energii rozproszonego promieniowania rentgenowskiego (EDS) oraz metodą dyfrakcji rentgenowskiej za pomocą dyfraktometru rentgenowskiego. Badania obejmują również analizę właściwości mechanicznych i funkcjonalnych badanych materiałów: badanie twardości podłoża z cermetalu i testy mikrotwardości naniesionych powłok, badania chropowatości powierzchni, ocena przyczepności naniesionych powłok, jak również właściwości skrawne. Wyniki przeprowadzonych badań potwierdzają zalety powłok PVD osadzanych na podłożu z cermetalu, zwłaszcza w przypadku powłok typu (Ti,Al)N. Powłoki osadzone na badanych podłożach charakteryzują się dobrą przyczepnością, wykazują wysoką mikrotwardość, co wpływa na wzrost odporności ściernej. Istoty jest rozwój materiałów narzędziowych w zakresie wytwarzania cienkich powłok odpornych na zużycie w procesie PVD. Ma to duże znaczenie, ponieważ wykorzystując cechy odpowiednio dobranych składników można uzyskać materiał narzędziowy o lepszych własnościach. Ta dziedzina rozwoju materiałów narzędziowych stanowi w obecnych czasach priorytet, ponieważ jest główną drogą, wiodącą do uzyskania narzędzi skrawających o odpowiednich własnościach. Wyniki przeprowadzonych badań dostarczają przydatnych informacji na temat mikrostruktury oraz adhezji, odpornych na zużycie gradientowych i jednowarstwowych powłok naniesionych na podłoże z cermetalu.
W artykule wyodrębnić można dwa aspekty. Pierwszym aspektem niniejszej pracy są jej walory naukowe i poznawcze. Określono wpływ warunków wytwarzania elektrody przedniej zarówno metodą tradycyjną, jak i metodą selektywnego spiekania laserowego na strukturę uzyskanej elektrody oraz strefę jej połączenia z podłożem krzemowym. Analizie poddano również wpływ morfologii (powierzchnia teksturowana lub bez tekstury) oraz stanu powierzchni płytek krzemowych (warstwa antyrefleksyjna lub jej brak) na wynik uzyskanych rezystancji. Drugi aspekt pracy dotyczy wyznaczenia rezystancji elektrod przednich zastosowaną metodą linii transmisyjnych na stanowisku badawczym, w którym zaprojektowano i wykonano najważniejsze elementy składowe: moduł sterowania, przystawkę oraz matrycę pomiarową.
EN
The article can be distinguished two aspects. The first aspect of this study are its advantages and cognitive science. The influence of the manufacturing front electrode both the traditional method and the method of selective laser sintering of the structure of the resulting electrode and the connection zone between electrode and silicon. It was also analyzed the influence of morphology (surface textured or without texture) and the state of the surface of silicon wafer (layer anti-reflective or its lack of) on the result obtained resistance. The second aspect of the work concerns the front electrode resistance of the transmission line method was used on the test, which was designed the most important components: a control unit, attachment and measurement matrix.
In the work it was demonstrated that the exploitative stability of edges from tool ceramics and sintered carbides coated with gradient and multilayer PVD and CVD coatings depends mainly on the adherence of the coatings to the substrate, while the change of coating microhardness from 2300 to 3500 HV0.05, the size of grains and their thickness affect the durability of the edges to a lesser extent. It was found that some coatings showed a fine-grained structure. The coatings which contained the AlN phase with hexagonal lattice showed a considerably higher adhesion to the substrate from sialon ceramics rather than the coatings containing the TiN phase. Better adherence of the coatings containing the AlN phase with hexagonal lattice is connected with the same kind of interatomic bonds (covalent) in material of both coating and ceramic substrate. In the paper the exploitative properties of the investigated coatings in the technological cutting trials were also determined. The models of artificial neural network, which demonstrate a relationships between the edge stability and coating properties such as: critical load, microhardness, thickness and size of grains were worked out.
PL
W pracy wykazano, że trwałość eksploatacyjna ostrzy skrawających z ceramiki narzędziowej i węglików spiekanych pokrytych gradientowymi i wielowarstwowymi powłokami PVD oraz CVD zależy głównie od przyczepności powłok do podłoża, natomiast zmiana mikrotwardości w zakresie od 2300 do 3500 HV0.05. wielkości ziarn oraz ich grubości w mniejszym stopniu wpływają na trwałość ostrzy. Powłoki wykazują drobnoziarnistą strukturę. Powłoki zawierające fazę AlN o sieci heksagonalnej wykazują lepszą przyczepność do sialonowego podłoża niż powłoki zawierające fazę TiN. Lepsza przyczepność powłok zawierających fazę A1N o sieci heksagonalnej związana jest z takim samym rodzajem wiązań międzyatomowych (kowalencyjnych) w materiale powłoki i ceramicznego podłoża. W pracy określono także własności eksploatacyjne powłok w technologicznej próbie toczenia. Zależności pomiędzy trwałością ostrza a własnościami powłok takimi jak obciążenie krytyczne, mikrotwardość, grubość i wielkość ziarna określono z zastosowaniem sztucznych sieci neuronowych.
The aim of the paper was to apply the newly developed instruments ‘Corescan’ and ‘Sherescan’ in order to measure the essential parameters of producing solar cells in comparison with the standard techniques. The standard technique named the Transmission Line Method (TLM) is one way to monitor contacting process to measure contact resistance locally between the substrate and metallization. Nowadays, contact resistance is measured over the whole photovoltaic cell using Corescanner instrument. The Sherescan device in comparison with standard devices gives a possibility to measure the sheet resistance of the emitter of silicon wafers and determine of both P/N recognition and metal resistance. The Screen Printing (SP) method is the most widely used contact formation technique for commercial silicon solar cells. The contact resistance of manufactured front metallization depends of both the paste composition and co-firing conditions. Screen printed front side metallization and next to co-fired in the infrared conveyor furnace was carried out at various temperature from 770°C to 920°C. The silver paste used in the present paper is commercial. The investigations were carried out on monocrystalline silicon wafers. The topography of co-fired in the infrared belt furnace front metallization was investigated using the atomic force microscope and scanning electron microscope (SEM). There were researched also cross sections of front contacts using SEM microscope. Front contacts of the solar cells were formed on non-textured silicon surface with coated antireflection layer. On one hand, based on electrical properties investigations using Sherescan instrument it was obtained the knowledge of the emitter sheet resistance across the surface of a wafer, what is essential in optimizing the emitter diffusion process. On the other hand, it was found using Corescan instrument that the higher temperature apparently results in a strongly decreased contact resistance.
PL
Celem pracy było zastosowanie niedawno opracowanych urządzeń. Corescan” i „Sherescan” do zmierzenia zasadniczych parametrów wytwarzanych ogniw słonecznych w porównani z standardowymi technikami. Standardowa technika nazywana metodą linii transmisyjnych TLM (ang. Transmission Line Method) jest jednym ze sposobów monitorowania procesu pomiaru rezystancji strefy połączenia elektrody z podłożem. Obecnie, rezystancja kontaktu ogniwa słonecznego jest mierzona przy użyciu urządzenia Corescan. Urządzenie Sherescan w porównaniu ze standardowymi urządzeniami daje możliwość pomiaru rezystancji powierzchniowej warstwy dyfuzyjnej emitera płytek krzemowych i rozpoznania typu przewodności P/N i rezystancji kontaktu. Obecnie większość krzemowych ogniw fotowoltaicznych produkowanych na skalę przemysłową wytwarza się z zastosowaniem metody sitodruku do nanoszenia przedniej i tylnej metalizacji. Rezystancja kontaktu wytworzonej przedniej metalizacji zależy zarówno od składu pasty i warunków wypalania. Elektrodę przednią nadrukowano metodą sitodruku, a na- stępnie wypalano w piecu taśmowym w zakresie temperatury od 770°C do 920°C. W niniejszej pracy zastosowano komercyjną pastę srebrną. Badania wykonano na płytkach krzemowych monokrystalicznych. Topografię powierzchni wypalanej w piecu taśmowym przedniej elektrody wykonano stosując mikroskop sił atomowych i skaningowy mikroskop elektronowy. Zbadano również przekroje poprzeczne przednich elektrod stosując skaningowy mikroskop elektronowy. Elektrody przednie ogniw słonecznych wytworzono na powierzchni krzemowej nieteksturowanej z naniesioną warstwą antyrefleksyjną. Na podstawie uzyskanych badań własności elektrycznych za pomocą urządzenia Sherescan stwierdzono, że w zakresie temperatury od 770°C do 920°C, rezystancja właściwa kontaktu mieści się w zakresie 0.43÷1,01 μ Ω/ i rezystancja warstwowa kontaktu mieści się w zakresie 0,28÷0.67 mΩ/ krzemowego ogniwa fotowoltaicznego. W wyniku badań własności elektrycznych wykonanych z wykorzystaniem urządz.enia Corescan uzyskano szczegółową mapę powierzchni oporu styku pomiędzy emiterem a warstwą metalizacji ogniw słonecznych.
W pracy przedstawiono wyniki badań struktury i własności powłok uzyskanych techniką katodowego odparowania łukowego (CAE-PVD) oraz chemicznego osadzania z fazy gazowej CVD na płytkach wieloostrzowych z ceramiki narzędziowej Si3N4 oraz ceramiki βʹ-sialonowej. Badano powłoki wieloskładnikowe i gradientowe będące kombinacją warstw TiN, Ti(B, N), (Ti, Zr)N, Ti(C, N), (Ti, Al)N, (Al, Ti)N, (Al, Cr)N oraz Al2O3. Obserwacje struktury badanych powłok oraz topografii powierzchni dokonano w skaningowym mikroskopie elektronowym. Analizę składu chemicznego w mikroobszarach wykonano z wykorzystaniem techniki EDS oraz profilowej analizy metodą GDOES. Do analizy składu fazowego zastosowano metodę dyfrakcji rentgenowskiej. Wykonane badania własności mechanicznych obejmują: pomiary mikrotwardości sposobem Vickersa, pomiary chropowatości Ra, pomiary przyczepności powłok do podłoża w próbie zarysowania. Ponadto na podstawie technologicznej próby toczenia żeliwa szarego określono trwałość eksploatacyjną ostrzy pokrytych badanymi powłokami. Wykazano, iż zastosowanie powłok PVD i CVD wpływa na poprawę własności mechanicznych badanych ostrzy skrawających, a w niektórych przypadkach zwiększa trwałość eksploatacyjną badanych narzędzi.
EN
The paper presents results of investigations of the structure and properties of coatings obtained by cathodic arc evaporation technique (CAE-PVD) and chemical vapour deposition CVD technique plated inserts with Si3N4 tool ceramics and βʹ-sialon ceramics. Multiple and gradient coatings were investigated, these coatings were a combination of layers of TiN, Ti(B, N), (Ti, Zr)N, Ti(C, N), (Ti, Al)N, (Al, Ti)N, (Al, Cr)N and Al2O3.Observations of the structure of investigated coatings and surface topography were performed using the scanning electron microscopy. Analysis of chemical composition in microregions was performed using the EDS technique and profile analysis using the GDOES technique. X-ray diffraction method was used for the analysis of the phase composition. Performed investigations of the mechanical properties include the following measurements: Vickers microhardness, surface roughness Ra, the adhesion of coatings to a substrate using a scratch test method. Moreover, the exploitative durability of edges covered investigated coatings was determined based on the technological turning of a gray cast iron sample. It was found that the application of PVD and CVD coatings improves the mechanical properties of cutting edges investigated, and in some cases increases the exploitative durability of tested tools.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Design/methodology/approach: Within the framework of experiment there has been produced composite materials based on polyethylene with 1 wt%,3 wt% and 5 wt% content of montmorillonite using injection moulding method. Findings: Influence of the montmorillonite additive on polyethylene properties. Research limitations/implications: Presented method of composite preparation leads to microcomposite materials, it does not enable intercalation or exfoliation of silicate nanofiller. Originality/value: The obtained investigation results confirm the relation between amount of introduced montmorillonite and hardness as well as strength properties of composites. Properties are better up to some content, strictly defined and equal to 4-5 wt%, and then get worse.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The paper presents investigation results of the structure and properties of the coatings deposited by cathodic arc evaporation - physical vapour deposition (CAE-PVD) techniques on the sialon tool ceramics. The Ti(B,N), Ti(C,N), (Ti,Zr)N, (Ti,Al)N and multilayer (Al,Cr)N+(Ti,Al)N, (Ti,Al)N+(Al,Cr)N coatings were investigated. Design/methodology/approach: The structural investigation includes the metallographic analysis on the scanning electron microscope. Examinations of the chemical compositions of the deposited coatings were carried out using the X-ray energy dispersive spectrograph EDS. The investigation includes also analysis of the mechanical and functional properties of the material: microhardness tests of the deposited coatings, surface roughness tests, evaluation of the adhesion of the deposited coatings and tribological test made with the „pin-on-disk”. Findings: Deposition of the multicomponent coatings with the PVD method, on tools made from sialon’s ceramics, results in the increase of mechanical properties in comparison with uncoated tool materials, deciding thus the improvement of their working properties. Practical implications: The multicomponent coating carried out on multi point inserts (made on sintered sialon’s ceramics) can be used in the pro-ecological dry cutting processes without using cutting fluids. However, application of this coating to cover sialon ceramics demands still both elaborating and improvement adhesion to substrates in order to introduce these to industrial applications. Originality/value: The paper presents some researches of multicomponent coatings deposited by PVD method on sialon tool ceramics
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The aim of this paper is the presentation of developed computational model build with use of artificial neural networks. This model describes the influence of PVD and CVD coatings properties on the cutting edge durability from sialon tool ceramics covered with these layers. Design/methodology/approach: Obtained model has the ability to compute the durability of the PVD and CVD coatings coated on sialon tool ceramics blades determined in technological cutting trials of grey cast iron, basing on PVD and CVD coatings microhardness, thickness, grain size and their adhesion to the substrate. Findings: Results of researches, performed with use of computational model, revealed, that the greatest influence on the durability of coated sialon tool ceramics blades have the adhesion to the substrate. Smaller influence on blades durability has the size of grains. Minor influence on the cutting tool from other properties was obtained. Practical implications: Achieved results indicates, that the best coating’s adhesion to the substrate for coating material selection and design of PVD and VD coatings deposition process should have priority in implementation. Originality/value: Obtainment and utilisation of computational model builded with use of artificial intelligence methods
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The paper includes investigation results of structures and mechanical properties of coatings deposited by the physical vapor deposition (PVD) techniques onto both sialon tool ceramics and sintered carbides. The paper includes two kinds of coating materials, isomorphic containg phases with TiN and AlN. Design/methodology/approach: In the paper were presented some observations of coating structures, before carried out in the scanning electron microscope. Phases composition analysis was carried out with using a XRD and GIXRD method. The roughness of surface measurements, microhardness tests and adhesion coatings to substrates tests were carried out It was found that some coatings showed a fine-grained structure. Cutting ability were defined on basis of technological cutting trials. Findings: Coatings, which had contained a AlN phase about hexagonal lattice showed a considerably higher adhesion to substrate from sialon ceramics rather than a coating contained a TiN phase about cubic lattice. As a result of setting coatings onto substrates, it was found a significant increase of both coatings hardness and surface roughness. The coatings contains a TiN phase shows a low adherence to substrate ceramic, what is the consequence of low cutting ability. Whereas, a coatings contains a AlN phase about hexagonal lattice show very good adherence to ceramic substrate as well as very good cutting ability. Research limitations/implications: The good adhesion (Al,Ti)N coating to sialon substrate is connecting with the same type of bonding in coat and sialon substrate. Originality/value: The good properties of the PVD gradient coatings make them suitable for various engineering and industrial applications.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The purpose of this article is to evaluate strategic development perspectives of physical/ chemical vapour deposition of monolayer, multilayer and gradient coatings onto sintered tool materials with cemented carbides, cermets and tool ceramics substrates. The coating type was adopted as the criterion for technology division, thus obtaining eight technology groups for carried out research. Design/methodology/approach: In the framework of foresight-materials science research: a group of matrices characterising technology strategic position was created, materials science experiments using high-class specialised equipment were conducted and technology roadmaps were prepared. Findings: High potential and attractiveness were shown of the analysed technologies against the environment, as well as a promising improvement of mechanical and functional properties as a result of covering with the PVD/CVD coatings. Research limitations/implications: Research pertaining to covering sintered tool materials with the PVD/CVD coatings is part of a bigger research project aimed at selecting, researching and characterizing priority innovative material surface engineering technologies. Practical implications: The presented results of experimental materials science research prove the significant positive impact of covering with the PVD/CVD coatings on the structure and mechanical properties of sintered tool materials, which leads to the justification of their including into the set of priority innovative technologies recommended for application in industrial practice. Originality/value: The advantage of the article are results of comparative analysis of sintered tools materials with different types of coatings deposited in the PVD/CVD processes together with the recommended strategies of conduct, strategic development tracks and roadmaps of these technologies.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The main aim of this research was an investigation of both the coatings structure and mechanical properties deposited by the cathode arc evaporation physical vapor deposition (CAE-PVD) on sintered carbides and sialon tool ceramics substrates. Design/methodology/approach: The (Ti,Al)N and (Al,Ti)N coatings were investigated. Microstructure was characterized using the scanning and transmission electron microscopy. Phases composition analysis was carried out by the XRD and GIXRD method. Investigation of surface roughness was done. The mechanical properties were determined on basis of following research: a measurement of hardness using Vickres’s method, a measurement of roughness, adhesion using Scratch Test method. The cutting ability was defined on basis of technological cutting trials. Findings: The investigations made by use of the glow discharge optical emission spectrometer indicate the existence of the transition zone between the substrate material and the coating. The results shows that (Al,Ti)N coating presents good adhesion onto booth substrates and (Ti,Al)N coating presents good adhesion onto sintered carbides substrate. All the coatings demonstrate a high hardness. Research limitations/implications: The good adhesion (Al,Ti)N coating to sialon substrate is connecting with the same type of bonding in coat and sialon substrate. Originality/value: The good properties of the PVD gradient coatings make them suitable for various engineering and industrial applications.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: The goal of this work is to determine microhardness of coats and stresses obtained in PVD process with the use of finite elements method and comparative analysis with results obtained by laboratory investigations. Design/methodology/approach: Article introduce the usage of finite elements method for simulation of microhardness and stresses measurement process in TiN and TiC coats obtained in magnetron PVD process on high-speed steel ASP 30. Simulation of indenters depression in investigated coat permitted on disclosure of deformation of the layer PVD and allows to create the maps of stresses. Findings: Basing tensions obtained as a result of indenter depression in investigated surfaces we obtained the maps of stresses, deformations analyzed of coats, and then we calculated the microhardness. Research limitations/implications: On the basis of tensions in investigated coat obtained in result of computer simulation effected in ANSYS software environment was possible to compute the microhardness of the coating, and the results was compared with the microhardness data of coats received by physical examination with use of the Vickers method. Originality/value: From results of the simulation based on the finite element method is possible to compute the mechanical properties of coatings obtained in PVD process.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.