Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Warstwy Mg2Si nanoszone metodą impulsowego rozpylania magnetronowego

Mars K., Godlewska E., Augustyniak M., Mitoraj M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 2

108-110

PL

Celem niniejszej pracy było otrzymanie warstw krzemku magnezu (Mg2Si) metodą impulsowego rozpylania magnetronowego. W pierwszym etapie opracowywanej technologii otrzymano proszek krzemku magnezu poprzez zastosowanie samorozwijającej się syntezy wysokotemperaturowej SHS (ang. Self-Propagating High-Temperature Synthesis). Z uzyskanego proszku, metodą spiekania na gorąco zostały wytworzone gęste spieki przydatne do produkcji targetów. Syntezę warstw Mg2Si prowadzono w aparaturze próżniowej NP - 501A produkcji TEPRO Koszalin. W cylindrycznej komorze próżniowej zainstalowano planarną wyrzutnię magnetronową współpracującą z zasilaczem Dora Power System (DPS). Zasilacz DPS przystosowany jest do zasilania urządzeń rozpylających, generując impulsy z częstotliwością 80 kHz, co pozwala określić stosowaną technikę magnetronową jako impulsową (ang. Pulsed Magnetron Sputtering). Otrzymane warstwy analizowano pod kątem składu chemicznego, fazowego i struktury przy użyciu niskokątowej dyfraktometrii rentgenowskiej (ang. Grazing Incidence Diffraction – GID), oraz mikroskopii skaningowej.

EN

The objective of this study was to deposit stoichiometric layers of magnesium silicide (Mg2Si) by pulsed magnetron sputtering. Magnesium silicide powder obtained by Self-Propagating High-Temperature Synthesis was hot pressed (HP) and the obtained dense sinter was suitable for the production targets. Mg2Si layers were deposited in a vacuum chamber (NP – 501A TEPRO Koszalin) equipped with one magnetron with a planar target, 50 mm in diameter. A pulsed power supply, Dora Power System, was used in the sputtering process. The power supply was generating sinusoidal pulses with a frequency of 80 kHz and group modulation of 2.5 kHz. Because of the type of the power supply, the method is referred to as Pulsed Magnetron Sputtering. The obtained layers were characterised by X-ray diffraction (GID), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectrometry (EDS).

2

Optymalizacja procesu osadzania nanowarstw krzemianów baru metodą MOCVD

Mitoraj M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 11

41-42

PL

Nanometryczne warstwy krzemianów baru były otrzymywane techniką chemicznego osadzania z fazy gazowej w obecności związków metaloorganicznych (MOCVD - Metalorganic Chemical Vapour Deposition). Skład uzyskiwanych warstw był analizowany przy pomocy spektroskopii fotoelektronów wzbudzonych promieniowaniem rentgenowskim (XPS- X-ray Photoelectron Spectroscopy). Specjalnie skonstruowana aparatura badawcza umożliwiała badania in situ powierzchni próbek z naniesionymi warstwami. Zastosowanie różnych kątów detekcji sygnału XPS pozwalało na badanie zmienności składu warstwy w zależności od głębokości analizy oraz szacowanie jej grubości w oparciu o empiryczną zależność podaną przez Fadleya. W celu ograniczenia ilości węgla w warstwie przeprowadzono także eksperymenty z użyciem reagentów gazowych: tlenu, amoniaku i pary wodnej.

EN

The barium silicates nanometric layers were deposited by MOCVD (Metaloorganic Chemical Vapour Deposition) method. Chemical composition of layers was evaluated by XPS (X-ray Photoelectric Spectroscopy) technique. In-depth information about layers composition was obtained from angle - dependent XPS analysis. Fadley's equation was used to estimate layer thickness. Thanks to special home-made devices all analyses were performed in situ. In order to reduce amount of carbon contamination three different reagents: oxygen, ammonia and water vapour were introduced into CVD reactor during the deposition process.

3

Nanoszenie warstw metalicznych na mikrosfery glinokrzemianowe

Godlewska E., Mars K., Mania R., Mitoraj M., Pichór W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 11

17-18

PL

Mikrosfery glinokrzemianowe, pozyskiwane z popiołów lotnych z węgla kamiennego, mają niską gęstość objętościową, niski współczynnik przewodzenia ciepła oraz znikomą porowatość otwartą [1-4]. Powierzchnię mikrosfer można modyfikować warstwami o specjalnych właściwościach, na przykład warstwami przewodzącymi prąd elektryczny. Takie mikrosfery mogą znaleźć zastosowanie jako lekki składnik kompozytów wielofunkcyjnych, których właściwości elektryczne zmieniają się w zależności od temperatury i/lub stanu naprężeń. Mogą również być stosowane do ekranowania promieniowenia elektromagnetycznego. W tej pracy do modyfikacji powierzchni mikrosfer glinokrzemianowych wykorzystano technikę magnetronową. Na powierzchnię mikrosfer nanoszono warstwy miedzi, niklu oraz krzemku magnezu. Badano morfologię, skład chemiczny i fazowy warstw a także wybrane właściwości fizyczne i mechaniczne mikrosfer z warstwami.

EN

Cenospheres - component of fly ash from the combustion of coal - are characteristic by low density per unit volume, low thermal conductivity and low open porosity [1-4]. The surface of cenospheres can be modified with layers having special properties, such as conductive layers. Thus modified cenospheres can find application as a lightweight filler of multifunctional composites, which can change some properties depending on temperature and/ar applied stress. They can be used also for the construction of electromagnetic radiation shields. In this work the magnetron sputtering technique was used to modify the surface of cenospheres. Micrometric layers of nickel, copper or magnesium silicide were successfully deposited on their surface. Characterisation of the layers comprised morphology, chemical and phase composition as well as selected physial and mechanical properties.

4

Ochrona powierzchniowa stopu Ti-46Al-8Nb

Godlewska E., Mitoraj M., Mania R.

Ochrona przed Korozją

|

2010

|

nr 3

115-119

PL

Stopy na osnowie faz międzymetalicznych z układu Ti-Al są przedmiotem dużego zainteresowania ze względu na niską gęstość (dwukrotnie niższą od żarowytrzymałych stopów niklu) dobre właściwości mechaniczne oraz odporność na utlenianie. Ich zastosowania konstrukcyjne w podwyższonej temperaturze ogranicza jednak skłonność do pochłaniania gazów i związane z tym obniżenie plastyczności. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań mających na celu ograniczenie dyfuzji gazów przy pomocy warstw nanoszonych metodą rozpylania magnetronowego. Omówiono właściwości mikromechaniczne warstw oraz ich odporność na utlenianie w powietrzu w warunkach cyklicznych zmian temperatury.

EN

Alloys based on intermetallic phases from the Ti-Al system are drawing attention due to low density (twice lower than heat-resistant nickel-base superalloys), good mechanical properties and oxidation resistance. Structural applications of these materials at elevated temperature seem to be limited, however, because of the susceptibility to gas absorption and related embrittlement. The paper presents investigations aimed at the development of diffusion barriers by means of magnetron sputtering. The properties of surface layers are discussed with reference to micromechanical measurements and cyclic oxidation tests in air.

5

Protective coating to suppress degradation of CoSb3 thermoelectric at elevated temperatures

Godlewska E., Zawadzka K., Gajerski R., Mitoraj M., Mars K.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 4

490-495

EN

A polymer-metal hybrid coating has been developed to prevent degradation of the CoSb3 skutterudite in contact with air at elevated temperature. Uncoated and coated CoSb3 specimens were exposed to air at 500, 600 and 700°C for up to 80 hours. The performance of materials was evaluated on the basis of mass changes, visual inspection, and systematic analysis of specimen surfaces, fractures and cross-sections in terms of the chemical and phase composition as well as microstructure. It has been found that the coating system used in this work was effective up to 600°C. It significantly reduced the access of gases, extent of oxidation and sublimation of antimony which limit the lifetime and efficiency of thermoelectric generators.

PL

Opracowano hybrydową powłokę polimerowo-metalową do ochrony przed degradacją w powietrzu w podwyższonej temperaturze skutterydu CoSb3. Pokryte powłoką i nie pokryte próbki CoSb3 wystawiono na działanie powietrza w temperaturach 500, 600 i 700°C przez okres trwający do 80 h. Osiągniętą jakość materiałów oceniono na podstawie zmian masy, sprawdzenia wzrokowego i systematycznej analizy powierzchni próbki, przełomów i przekrojów w kategoriach składu chemicznego i fazowego, a także mikrostruktury. Stwierdzono, że system powłoki wykorzystany w pracy był efektywny do 600°C. Redukuje on znacznie dostęp gazów, zasięg utlenienia i sublimacji antymonu, ograniczających czas pracy i wydajność generatorów termoelektrycznych.

6

Struktura i wybrane właściwości użytkowe powłok Ni-Cr na podłożach ze stopu TiAINb

Godlewska E., Mania R., Mitoraj M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 9

80-82

PL

Rozpuszczanie się gazów w powierzchniowych warstwach stopów na osnowie faz międzymetalicznych Ti-46AI-BNb wpływa na ich właściwości mechaniczne (m. in. wzrost kruchości) i stanowi poważny problem ograniczający ich praktyczne zastosowanie. Jedną z metod zapobiegania temu zjawisku jest stosowanie powłok ochronnych. W pracy zaproponowano powłokę o składzie Ni-20Cr otrzymywaną techniką rozpylania magnetronowego. Skuteczność nałożonej warstwy badano podczas testu cyklicznego utleniania w temperaturze 700 oraz 800°C. Analizowano przebieg zmian masy próbek w funkcji czasu utleniania oraz budowę i skład tworzących się zgorzelin. Słowa kluczowe: fazy międzymetaliczne Ti-AI, powłoki otrzymywane techniką magnetronową, cykliczne utlenianie.

EN

Dissolution of gases (oxygen, nitrogen) during the initial stages of oxidation of Ti-AI intermetallics deteriorates their mechanical properties (causes embrittlement) and limit practical application. Deposition of protective coatings and inhibition of diffusion processes could possibly improve Ti-AI oxidation resistance. This work is concerned with the influence of Ni-20Cr magnetron sputtered coatings on Ti-46AI-8Nb oxidation in thermal cyclic conditions at 700 and 800°C. Oxidation kinetics, mechanical properties of the alloy/coating/scale system as well as morphology and composition of the scale were investigated.

7

Modyfikacje powierzchni stopu tytanu metodą rozpylania magnetronowego

Godlewska E., Mania R., Mitoraj M., Pawlak N.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 9

59-60

PL

Powierzchnię stopu tytanu Ti-Al-Mn modyfikowano w celu polepszenia jego biozgodności. Metodą rozpylania magnetronowego nanoszono warstwy Ti-Si (10% at). Część próbek z powłokami Ti-Si dodatkowo utleniono w atmosferze powietrza, w celu wytworzenia warstw ceramicznych TiO₂ - SiO₂. Próbki stopu tytanu bez powłoki, stopu z powłoką tytanowo-krzemową oraz z powłoką tlenkową poddawano testom zanurzeniowym i potencjodynamicznym w 0,9% roztworze NaCI. Skład i mikrostrukturę powierzchni próbek przed i po testach badano, stosując rentgenowską analizę fazową (XRD-GID), mikroskopię świetlną (LM) i elektronową (SEM) oraz mikroanalizę rentgenowską (EDX). Badano pH roztworów soli fizjologicznej w trakcie testów zanurzeniowych oraz skład roztworów metodą ICP-AES po testach. Oceniano właściwości mikromechaniczne warstw na podstawie testów zarysowania. Stwierdzono, że najbardziej korzystne właściwości wykazywały stopy z warstwą ceramiczną, otrzymaną w wyniku utlenienia warstw Ti-Si.

EN

The surface of a titanium alloy, Ti-6AI-1Mn, was modified with magnetron sputtered Ti-10Si (at%) layers. Some specimens were addi-tionally oxidised to transform the Ti-Si layers into ceramic ones, composed of TiO₂ and SiO₂. Specimens with the metallic and ceramic surface layers and the unmodified reference were subjected to immersion tests and potentiodynamic polarisation tests in a 0.9% NaCl solution. Composition and microstructure of surfaces before and after the immersion tests were analysed by XRD-GID, light microscopy and SEM/EDX. The pH of the physiological salt solutions was periodically measured during the immersion test and their chemical composition after the tests was determined by ICP-AES. Micromechanical properties were evaluated on the basis of scratch tests. Specimens with the ceramic surface layers appeared to have the best chemical and mechanical properties.

8

Cu+, Ag+ and Na+ Cationic Sites in ZSM-5 Interacting with Benzene: DFT Modeling

Załucka J., Kozyra P., Mitoraj M., Brocławik E., Datka J.

Polish Journal of Chemistry

|

2008

|

Vol. 82, nr 9

1801-1808

EN

Synthesis and characterization of new multimodal porous systems containing thin MFI zeolitic films is reported. These films cover the internal surface of the meso- and macroporous silica-alumina monoliths. They are easily accessible through the open porous structure retained in the partially recrystallized, originally amorphous monolith. When the mesoporous Al-SBA-15 sieves are used in stead of monoliths, a controlled hydrothermal process results in the formation of the MFI nanodomains dispersed in the walls that separate mesopores hexagonally arranged. These do mains possess strong acidic sites of the zeolitic type, but the original ordering of mesopores in the parent material is very well retained. A simple method for the synthesis of the MFI crystals containing both meso- and macrovoids is also proposed. It makes use of the suspended mono- and polydispersed carbon particles that serve as porogens. Thus, the porous MFI crystals obtained can be used for the preparation of effective bifunctional catalysts by the de position of a highly dispersed metallic (Pd) phase.

9

Warstwy ochronne na stopie TiAlNb nanoszone techniką magnetronową : odporność na utlenianie

Godlewska E., Mania R., Mitoraj M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2007

|

Vol. 48, nr 10

30-31

PL

W początkowych fazach utleniania stopów na osnowie faz międzymetalicznych Ti-AI następuje rozpuszczanie się tlenu w warstwach powierzchniowych, co wpływa niekorzystnie na ich właściwości mechaniczne, powodując m.in. zwiększenie kruchości. Ograniczenie dordzeniowej dyfuzji tlenu mogłoby poprawić żaroodporność. W tym celu podjęto próbę naniesienia na powierzchnię stopu Ti-46AI-8Nb powłoki zawierającej nikiel oraz chrom, wykorzystując technikę magnetronową. W wyniku tego procesu otrzymano cienką warstwę o grubości poniżej 1um. Żaroodporność stopu z powłoką badano w powietrzu, poddając go działaniu cyklicznie zmiennych temperatur. Analizowano kinetykę utleniania, morfologię, skład chemiczny i fazowy powstałych zgorzelin.

EN

Initial stages of oxidation of the TiAl intermetallics involve oxygen dissolution, which is believed to have a detrimental effect on the mechanical properties (embrittlement of surface layers). Improvement of the oxidation resistance might be possible by preventing oxygen diffusion. In this study a magnetron-sputtered coating containing Ni and Cr was deposited on the Ti-46AI-8Nb alloy. Its thickness was less than 1 um. The oxidation resistance of thus coated alloy was investigated in air, at a temperature of 700 and 800 C, under thermal cycling condition. Mass change measurements were continued up to 300 hours. The post-test examination included morphology, chemical composition and phase composition of the oxidation products and of the near-surface area of the alloy.

10

Degradation of a TiAl-base alloy in hot salt environments

Godlewska E., Jajko B., Mitoraj M.

Advances in Materials Science

|

2007

|

Vol. 7, nr 2(12)

108-114

EN

The investigated material was a two-phase (gamma+alfa2) titanium aluminide alloy (Ti-46Al-8Nb) with a fully lamellar structure. The specimens were contaminated either with Na2SO4 or NaCl or a mixture of the two salts, and subjected to thermal cycling in air at 700°C, 800°C or 900°C. The progress of degradation was followed by recording mass variations after consecutive 20-hour cycles. The overall duration of each test was 300 hours. The post-test examination included morphology, chemical and phase composition of the corrosion products, extent and type of alloy degradation. After the test, Ti and Al concentrations in the near-surface layer of the alloy were lower than in the bulk. The depletion zone was the widest in the case of specimens contaminated with sodium chloride. Numerous macrodefects were visible in this region. The Ti-46Al-8Nb alloy demonstrated poor resistance to hot corrosion.