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

Wpływ modyfikacji plazmowej na fizykochemiczne i bakteriologiczne właściwości folii poliamidowo-polietylenowej

Rżanek-Boroch Z., Dąbrówka H., Godlewska E.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 2

177-180

PL

Przedstawiono wyniki badań dotyczące wpływu modyfikacji plazmowej na przeciwdrobnoustrojowe i fizykochemiczne właściwości folii poliamidowo-polietylenowej. Proces modyfikacji prowadzono w wyładowaniu DBD (dielectric barrier discharge) pod ciśnieniem atmosferycznym. Stwierdzono, że w wyniku obróbki plazmowej zwiększa się hydrofilowość powierzchni folii, co ułatwia przyleganie wodnych roztworów bakteriocydów (np. nizyny lub chitizanu). Nie uległa zmianie wytrzymałość mechaniczna plazmowo modyfikowanej folii, zmniejszyła się natomiast wytrzymałość wykonanych z niej zgrzewów. Poprawie uległy właściwości barierowe folii w stosunku do tlenu, nie uległa zmianie przepuszczalność względem pary wodnej. Na podstawie badań bakteriologicznych wykonanych dla folii plazmowo modyfikowanych pokrytych nizyną stwierdzono, że wykazywały one właściwości inhibitujące w stosunku do bakterii Micrococcus luteus na poziomie 62–96%. Wartości też zmieniały się w zależności od składu mieszaniny stosowanej do modyfikacji powierzchni tworzywa.

EN

Polyamide-polyethylene bilayer film was plasma treated under atm. pressure in N₂O or NH₃-contg. Ar and covered with SiO₂ by CVD from (EtO)₃Si. The film samples were wetted with aq. nisin and studied for bactericidal activity. They showed inhibiting activity with respect to Micrococcus luteus bacteria on the level 62–96%. The plasma treatment did not result in any deterioration of mech. properties and permeability of the film but its weldability was decreased.

3

Wpływ implantowanego itru na wysokotemperaturowe utlenianie stali ferrytycznej Crofer 22 APU

Gil A., Wyrwa J., Godlewska E., Dąbek J., Rajchel B.

Ochrona przed Korozją

|

2011

|

nr 6

352-354

PL

W pracy przedstawione zostały badania wpływu implantowanego itru na utlenianie stali ferrytycznej Crofer 22 APU przeznaczonej na interkonektory do ogniw paliwowych SOFC. Utlenianie prowadzono w warunkach izotermicznych i cyklicznie zmiennej temperatury przy temperaturze 900°C w atmosferze powietrza. Stwierdzono, że implantowany itr znacząco zmniejsza szybkość utleniania stali.

EN

In this paper the influence of implanted yttrium on the oxidation behavior of ferritic steel Crofer 22 APU for interconnectors for SOFC are presented. The oxidation experiments were carried out under isothermal and thermal cycling conditions at 900°C in air. It has been found that implanted yttrium signifi cantly decreases the oxidation rate.

4

Utlenianie materiału termoelektrycznego CoSb3 z warstwą Cr-5Si nanoszoną metodą PVD

Godlewska E., Zawadzka K., Marks K.

Ochrona przed Korozją

|

2011

|

nr 6

322-324

PL

Materiały na bazie trójantymonku kobaltu CoSb3, używane są jako elementy generatorów termoelektrycznych. Ze względu na niską stabilność termiczną i chemiczną ich temperatura pracy zwykle nie przekracza 450°C. W powietrzu ulegają reakcji z tlenem, przy czym tworzy się gruba wielowarstwowa zgorzelina, natomiast w warunkach beztlenowych wykazują tendencję do utraty antymonu przez sublimację. Niniejsza praca prezentuje wyniki badań nad właściwościami ochronnymi warstw Cr-5Si (% at.) osadzonych na materiale termoelektrycznym CoSb3 metodą impulsowego rozpylania magnetronowego. Spodziewanym efektem modyfikacji powierzchni było wytworzenie in-situ wielowarstwowej powłoki ceramiczno-metalicznej, która stanowiłaby barierę zarówno dla dyfuzji tlenu jak i antymonu. Przeprowadzono testy utleniania w powietrzu w temperaturze 500 i 600°C. Degradację materiału w czasie, spójność i przyczepność warstw oraz zasięg reakcji i dyfuzji oceniano na podstawie systematycznych analiz powierzchni, przełomów oraz przekrojów poprzecznych. Badano mikrostrukturę oraz zmiany składu chemicznego i fazowego. Stwierdzono, że warstwy Cr-5Si, o grubości 2-3 žm zapewniają skuteczną ochronę materiału CoSb3 przed utlenianiem w temperaturze 500°C.

EN

Materials based on cobalt triantimonide CoSb3 are used as elements of thermoelectric generators. Due to low chemical and thermal stability their working temperature usually does not exceed 450°C. When exposed to air, they readily react with oxygen producing a thick multilayer scale, while in oxygen-free atmospheres they undergo degradation as a result of antimony loss. This paper presents investigations on the protective properties of Cr-5Si (at%) layers deposited on the surface of thermoelectric material CoSb3 by a pulse magnetron sputtering technique. The expected outcome of this treatment was in-situ formation of a multilayer ceramic-metallic coating, which would play a role of a diffusion barrier for oxygen and antimony. Oxidation tests were performed in air at 500 and 600 °C. Degradation of the material in time, coating integrity and adherence as well as extent of reaction and diffusion were evaluated on the basis of systematic analyses of surfaces, fractures and cross-sections in terms of microstructure, phase composition and chemical composition. It has been stated that the Cr-5Si layers, thickness of 2-3 žm, provide good protection for the CoSb3 material against oxidation at 500°C.

5

Powłoki Mg2Si natryskiwane zimnym gazem

Godlewska E., Żórawski W., Mars K.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

421-424

PL

Natryskiwanie zimnym gazem jest najnowszą metodą natryskiwania cieplnego. Dzięki uniknięciu niekorzystnego wpływu temperatury na cząstki materiału powłokowego i podłoże pozwala ona uzyskać właściwości powłok nieosiągalne dotychczas konwencjonalnymi metodami natryskiwania cieplnego. W artykule przedstawiono podstawy procesu natryskiwania zimnym gazem oraz jego zastosowania w przemyśle. Pokazano ponadto wyniki badań własnych mikrostruktury i analizy składu fazowego powłoki Mg2Si otrzymanej przez natrysk zimnym gazem.

EN

Cold spraying is the state-of-the-art thermal spraying. By avoiding disadvantageous effects of temperature on the powder particles and the substrate, this method allows obtaining coating properties which are unattainable by conventional thermal spray technology. The paper presents fundamental issues of the cold spraying process and its industrial applications as well as some results of microstructural and compositional studies of a cold sprayed Mg2Si coating.

6

Warstwy (Cr-Si)O nanoszone techniką magnetronową na CoSb₃

Zawadzka K., Godlewska E., Mars K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 11

69-71

PL

Głównym problemem aplikacyjnym CoSb₃ - materiału podłożowego zastosowanego w niniejszej pracy - jest degradacja właściwości termoelektrycznych związana z sublimacją antymonu oraz małą odpornością na utlenianie w powietrzu w podwyższonych temperaturach [1-3]. Tym niepożądanym procesom można zapobiec przez naniesienie odpowiedniej powłoki ochronnej. Powłoka powinna stanowić barierę dla dyfuzji tlenu oraz antymonu oraz nie wchodzić w reakcję z materiałem podłoża. Dotychczas najlepiej poznane zostały systemy zabezpieczające materiały na osnowie CoSb₃ przed utratą antymonu. Badania dotyczyły głównie powłok metalicznych, np. niobowych [4], ceramicznych, np. MgAl₂ O₄ [5] oraz aerożelowych [6]. Autorzy niniejszej pracy podjęli próby wytworzenia warstw ograniczających nie tylko sublimację antymonu, ale również utlenianie antymonu i kobaltu. Obiecujące wyniki przyniosly eksperymenty nanoszenia grubych powłok amorficznych [7] a także stosunkowo cienkich warstw ceramiczno-metalicznych osadzanych techniką rozpylania magnetronowego [8], co dało podstawę do badań zmierzających do wytworzenia warstw typu (Cr-Si)O, które miałyby tę zaletę, że wykluczałyby występowanie przebić elektrycznych w warunkach pracy materiału termoelektrycznego. Warstwy (Cr-Si)O o różnej zawartości krzemu były osadzane na materiale termoelektrycznym CoSb₃ przy zastosowaniu techniki impulsowego rozpylania magnetronowego. Ich właściwości ochronne oceniano na podstawie testów utleniania w powietrzu. Badano mikrostrukturę oraz skład chemiczny i fazowy powierzchni oraz obszarów w pobliżu granicy rozdziału warstwa/podłoże przed i po testach.

EN

The basic application-related problem of CoSb₃ - the substrate material in this work - is instability of its composition (antimony sublimation and oxidation of both components) and properties at elevated temperature [1-3]. This deficiency can be overcome by means of a suitable protective coating. The coating should block the diffusion of antimony and oxygen and should be inert in contact with the substrate. The majority of protective systems developed for CoSb₃ - based materials were focused on prevention of antimony loss, e.g. Nb [4], ceramic coatings, e.g. MgAl₂ O₄ [5] and aerogel coatings [6]. The authors of this work have undertaken studies on the oxidation-resistant coatings for CoSb₃. Promising results obtained recently in the case of thick amorphous coatings [7] and the relatively thin ceramic - metallic coatings deposited by magnetron sputtering [8], encouraged further experiments with (Cr-Si)O layers, which would have an advantage of eliminating electrical shorting in service of thermoelectric devices. In this work, the (Cr-Si)O layers with two different concentrations of silicon (5 and 40 al.%) were deposited on the CoSb₃ substrates by magnetron sputtering. Their protective properties were evaluated based on oxidation tests in air at elevated temperature. The microstructure, chemical and phase composition of specimen surface and regions close to the coating/substrate interface were examined in the as-received condition and after the exposure.

7

Warstwy ceramiczne na tkaninach

Mania R., Godlewska E., Mars K., Morgiel J., Wolański R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 11

34-36

PL

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań nad nanoszeniem warstw ceramicznych na tkaninach. Do nanoszenia warstw wykorzystywano technikę magnetronową. Używano magnetronu planarnego typu WMK-50 z zasilaczem impulsowym firmy DORA POWER SYSTEM. Proces nanoszenia prowadzono w aparaturze próżniowej NA-501 produkcji TEPRO Koszalin. Target wykonano ze spieków tytanowo-krzemowych zawierających do 10% at. krzemu. Spieki otrzymano techniką prasowania na gorąco. Naniesione cienkie warstwy zawierały azotek tytanu oraz azotek krzemu. Przeprowadzone badania przy użyciu mikroskopu elektronowego Philips CM20 potwierdziły nanokrystaliczno-amorficzną strukturę warstw. Metodą termograficzną wykonano badania odporności uzyskanych pokryć na tkaninach firmy DuPont takich jak nomex czy kevlar. Stwierdzono, że pokrycie ceramiczne zdecydowanie zwiększa odporność tych tkanin na strumień energii cieplnej.

EN

The paper presents the results of ceramic films deposition on textiles. To obtain the films the planar magnetron WMK-50 with pulsed power supply DPS was used. Processes were conducted in a vacuum apparatus NA-501 Koszalin TEPRO production. Targets were obtained from the titanium-silicon sinters containing up to 10% at. silicon. The sinters were obtained using the hot pressing technique. Sputtered thin films contained titanium nitride and silicon nitride. The amorphous-nanocrystalline films structure was confirmed with use of Philips CM20 electron microscope. The thermal resistance investigation of these films on textiles such as DuPont Kevlar and Nomex, was performed using thermographic method. It was found that the ceramic films greatly increase the textiles resistance to a heat flux.

8

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.

9

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.

10

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.

11

Właściwości mechaniczne mikrosfer glinokrzemianowych z warstwami metalicznymi

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

Kompozyty

|

2010

|

R. 10, nr 2

149-153

PL

Przedstawiono wyniki badań wybranych właściwości mechanicznych mikrosfer glinokrzemianowych pokrytych warstwami metalicznymi. Warstwy miedzi nanoszono albo metodą bezprądową (chemiczną) z wykorzystaniem katalizatora palladowego, albo metodą rozpylania magnetronowego. Warstwy niklu otrzymywano tylko metodą magnetronową. Magnetron zasilano za pomocą zasilacza Dora Power System (DPS), który generował impulsy o charakterze sinusoidalnym z częstotliwością 80 kHz. Pozwala to określić stosowaną technikę magnetronową jako impulsową (Pulsed Magnetron Sputtering). Katodami były tarcze wykonane z odpowiednich metali. Proces rozpylania magnetronowego prowadzono przy ciśnieniu argonu ok. 0,4 Pa i natężeniu prądu nieprzekraczającym 0,5 A. Specjalnie zaprojektowany stolik wibracyjny umożliwiał obrót mikrosfer w trakcie procesu nanoszenia. Proces nanoszenia miedzi metodą bezprądową prowadzono w temperaturze 20oC w trzech etapach. Pierwszy etap, trwający 1 h, polegał na uczulaniu metalizowanej powierzchni mikrosfer jonami cyny(II) w kąpieli wodnej, o składzie 5 g/l SnCl2 i 30 ml/l HCl. W drugim etapie, w kąpieli o składzie 0,5 g/l PdCl2 i 5 ml/l HCl, w miejscu uprzednio zaadsorbowanych jonów cyny następowało osadzenie metalicznego palladu (Pd0). Trzeci etap, trwający 6 min, polegał na bezpośrednim osadzaniu metalicznej miedzi z kąpieli o składzie 5 g/l NaOH, 30 g/l NaKC4H4O6, 12 g/l CuSO4.5H2O i 20 ml/l HCHO. Badania morfologii i składu chemicznego za pomocą elektronowej mikroskopii skaningowej i mikroanalizy rentgenowskiej wykazały, że warstwy niklu i miedzi naniesione metodą magnetronową były ciągłe, jednorodne i miały budowę kolumnową, a krystality tworzące kolumny miały rozmiary submikronowe. Warstwy naniesione metodą bezprądową charakteryzują się brakiem uprzywilejowanej orientacji krystalitów. Na podstawie przebiegu krzywych nacisk-odkształcenie wyznaczono wytrzymałość na ściskanie i odporność na miażdżenie. Stwierdzono, że warstwy metaliczne o grubości nieprzekraczającej 2 μm powodowały wzmocnienie powierzchni mikrosfer. Podczas pękania mikrosfer na ogół nie następowało oddzielenie warstwy od podłoża, co świadczy o dobrej przyczepności. Efekt podwyższonej wytrzymałości na ściskanie jest szczególnie istotny w przypadku wykorzystania mikrosfer glinokrzemianowych z warstwami metalicznymi do wytwarzania kompozytów.

EN

The paper presents selected mechanical properties of cenospheres modified with metallic layers. Copper was deposited either by electroless (chemical) method using palladium catalyst or by magnetron sputtering. Nickel was deposited by magnetron sputtering only. Magnetron was supplied by Dora Power System (DPS) which generated sinusoidal pulses with a frequency of 80 kHz. This is why the applied technique can be referred to as Pulsed Magnetron Sputtering. Targets (cathodes) were made of suitable metals, i.e. copper or nickel. The magnetron sputtering process was conducted under an argon pressure of about 0,4 Pa and current intensity not exceeding 0.5 A. A specially designed vibrating support enabled rotation of cenospheres during the deposition. The pressureless deposition of copper was conducted at a temperature of 20oC in three steps. The first one, lasting about 1 hour, consisted in sensitization of the microsphere surface with tin (II) ions in an aqueous soluteon composed of 5 g/L SnCl2 and 30 ml/L HCl. In the second step, the earlier adsorbed tin ions were replaced by metallic palladium (Pdo) in a solution composed of 0.5 g/L PdCl2 and 5 ml/L HCl. The third step, lasting about 6 min, comprised direct deposition of metallic copper from a solution composed of 5 g/L NaOH, 30 g/L NaKC4H4O6, 12 g/L CuSO4.5H2O and 20 mL/L HCHO. Morphological observations and analysis of chemical composition by scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy indicated that the magnetron-sputtered nickel and copper layers were homogeneous and compact. The crystallites forming a columnar structure had submicrometric sizes. Electroless copper layers were characterized by random orientation of crystallites. The experimental load-deformation curves were used to determine compressive strength and crushing strength. It has been found that metallic layers, not exceeding 2 μm in thickness, brought about strengthening of the cenospheres. Cracking of the cenospheres was not accompanied by exfoliation of the metallic layers, which suggested good adherence. The effect of increased compressive strength appears particularly important for the envisaged application of cenospheres modified with metallic layers as components of composites.

12

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.

13

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.

14

Charakterystyka właściwości cieplnych warstw ochronnych metodą 3-omega

Zybała R., Wojciechowski K. T., Kucza W., Gajerski R., Godlewska E., Mania R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 9

22-24

PL

Przedmiotem pracy są badania przewodnictwa cieplnego powłok ochronnych, dla stali wysokogatunkowej oraz materiałów termoelektrycznych, które pełnią jednocześnie funkcje barier termicznych TBC (Thermal Barrier Coatings). Badania przewodnictwa cieplnego powłok wykonano metodą 3-omega. Stwierdzono, że otrzymane powłoki charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami izolacyjnymi. Najniższe przewodnictwo cieplne (0,8 Wm ⁻ K ⁻) zmierzono dla powłok wykonanych na bazie przemysłowych farb wykonanych z żywic fenylometylo siloksanowych odpornych termicznie do 700*C.

EN

The paper deals with thermal conductivity of protective layers for highperformance steel and thermoelectric materials, which also have function of thermal barrier coatings TBC. Measurements of thermal conductivity were made by a 3-omega method. It has been found, that the investigated coatings exhibit very good insulating properties. The lowest thermal conductivity (0,8 Wm ⁻¹ K ⁻¹) was measured for the coatings based on commercial available paint, polysiloxane resin, thermally stable up to 700*C.

15

Influence of Graft Encapsulation on Host Immune Activity. In in vitro Studies

Antosiak-Iwańska M., Godlewska E., Sitarek E., Orłowski T.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2009

|

Vol. 29, no. 1

81-85

EN

The aim of this study was to define the response of recipient immune system on free and encapsulated xenografts. Splenocytes and islets obtained from rats were encapsulated the Sun's method. Recipients were sensitized by i.p. injection free or encapsulated grafts. To evaluate host immune activity one-way Mixed Lymphocytes Cultures (MLC) Test were performed. Inactivated rat splenocytes or islets were used as stimulators and splenocytes obtained from naive and sensitized mice as responders. Increase of arousal splenocytes obtained from sensitized recipients were observed. Applied membrane did not prevent antigens penetration through capsular wall and stimulation of host immune system occurred.

16

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.

17

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.

18

The influence of transplantation of encapsulated porcine islets on glycemia in diabetic mice

Kinasiewicz J., Sabat M., Godlewska E., Orłowski T.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2004

|

Vol. 24, no. 4

67-70

EN

Transplantation of pancreatic islets is a promising therapy of type I diabetes. Human donor shortage may be alleviated by transplantation of porcine islets. Unfortunately to prevent graft rejection immunosuppresion or immunoisolation is mandatory. In this paper we demostrate, that xenotransplantation of porcine islets microencapsulated in algiate/poly-L-lysine/alginate microcapsules to streptozotocin diabetic mice can reverse hypoglykemia but unfortunatelly the fenomenon of primary graft nonfunction (PNF) can frequently be noted.

19

Materiały na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl z dodatkiem 2 i 10% obj. Al2O3

Szczepanik S., Godlewska E.

Kompozyty

|

2003

|

R. 3, nr 8

421-427

PL

Przedstawiono wstępne wyniki badań materiałów kompozytowych na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl (40% at. Al) zawierających cząstki Al2O3, otrzymanych z proszków metodą samorozwijającej się syntezy wysokotemperaturowej (SHS) i poddanych odkształcaniu na gorąco w procesie kucia. Wypraski uzyskano z ujednorodnionej mieszanki proszków żelaza, aluminium oraz Al2O3. Tlenek glinu wprowadzono w ilości 2 i 10% obj. Materiały kompozytowe na osnowie fazy międzymetalicznej FeAl po procesie SHS są plastyczne podczas odkształcania w procesie kucia w temperaturze 1080°C. Badania wykazały korzystny wpływ przeróbki plastycznej na gorąco nie tylko na zagęszczenie otrzymanych tworzyw, ale także na kształtowanie ich własności mechanicznych. Wielkość odkształcenia ma wpływ na ich wytrzymałość na zginanie i twardość. Własności otrzymanych materiałów kompozytowych w zależności od ich składu chemicznego i wielkości odkształcenia zestawiono w tabelach 1 i 2, ich strukturę pokazano na rysunkach 3 i 4 oraz na rysunkach 5-10. Znajdujące się w kompozycie cząstki tlenku glinu w ilości 2 i 10% obj. mają wpływ na własności mechaniczne tych materiałów określone w temperaturze otoczenia. Przełom materiału odkształconego z gniotem 72% ma strukturę włóknistą.

EN

The paper presents the results of preliminary studies on composites with an FeAl (40 at% AI) matrix and Al2O3 dispersions obtained by self-propagating high-temperature synthesis (SHS) and hot forging. Compact blocks were obtained from homogenous mixtures of iron, aluminium and Al2O3 powders. The Al2O3 powder was added in the amount of 2 or 10% by volume. The influence of deformation on density and mechanical properties (bending strength) has been determined. The composites with the FeAl matrix, obtained from powder substrates, have a good formability upon hot forging. The investigations have shown an advantageous effect of hot forging on density of the SHS products and their mechanical properties. The amount of the dispersed phase and deformation parameters, both influence the density, mechanical properties (Tables 1 and 2) and structure (Figs. 3-4, 5-8). Al2O3 added in the amount of 2 or 10 vol.% occurs in the form of fine particles and strongly affects the mechanical properties of the obtained materials at room temperature. Destruction surface of deformed material with height reduction of 72% has a fibre structure.

20

Materiały Fe-Al otrzymane z proszków

Szczepanik S., Godlewska E., Mania R.

Kompozyty

|

2002

|

R. 2, nr 4

242-247

PL

Przedstawiono wyniki badań własności mechanicznych (wytrzymałości na zginanie i twardości) materiałów z faz międzymetalicznych Fe-Al, wytworzonych przez odkształcanie na gorąco wyprasek, otrzymanych w procesie SHS z proszków żelaza i aluminium. Własności materiałów z faz międzymetalicznych Fe-Al otrzymanych w procesie SHS można znacznie polepszyć przez ich przeróbkę plastyczną. Badania wykazały pomijany do tej pory w analizach wpływ parametrów przeróbki plastycznej na kształtowanie własności tych materiałów. Parametry odkształcania determinują ich gęstość końcową oraz własności mechaniczne i strukturę. Fazy międzymetaliczne FeAl i Fe3Al otrzymane z proszków żelaza i aluminium mają dobrą plastyczność i dużą wytrzymałości na zginanie, która nie występuje w tych materiałach wytwarzanych innymi metodami. Tlenek glinu występuje w małych ilościach w postaci drobnych cząstek. Nie stwierdzono znaczącego jego wpływu na własności wytworzonych wyrobów.

EN

The paper presents the results of investigations on mechanical properties (bending strength and hardness) of Fe-AI intermetallics. The materials were obtained by hot forming of compacted blocks, received from the self-propagating high--temperature synthesis (SHS). It has been shown that the properties of SHS products can be markedly improved by hot processing. The hot-forming parameters strongly affect final density, mechanical properties (Table 1) and structure (Figs 3, 5-9) of Fe-AI intermetallics. Moreover, deformability of these materials is temperature dependent. For FeAl, deformation attained at 850°C is 65% and as much as 83% at 1080°C. For FejAl, deformation attained at 1060°C is 78% with the preserved sample integrity. Bending strength of FeAl is the highest when the material is strongly deformed, e.g. 1967 MPa for the processing parameters e= 83%, T= 1080°C. Fe3Al deformed at the same temperature with s = 73% has a lower bending strength, i.e. 1263 MPa. Hardness has also been found to depend on deformation parameters. After the bending test the features of brittle fracture are observed in the case of FeAl samples processed at 850°C with e= 56% or at 1060°C with e = 42%, whereas the samples processed at 1060°C with e = 60% or 80% undergo plastic deformation prior to failure (Figs 7 and 9). Fine alumina dispersions encountered in the fractured samples do not seem to have any significant effect on the properties of the investigated materials. The intermetallic phases, FeAl and Fe3Al, obtained from powder substrates according to the technology developed by the authors of the present paper, exhibit good ductility combined with high bending strength, which are unattainable by means of other known manufacturing methods.