Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 14

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  ALD
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
The research describes an atomic layer deposition (ALD) coating method and its application on a new generation of titanium alloy (Ti13Nb13Zr) for biomedical applications. The study aimed to assess the physicochemical properties and mechanics of a titanium alloy coated with titanium oxide (TiO2) or aluminium oxide (Al2O3) using the ALD method. The physicochemical properties of the surface coatings were evaluated through microscopic observations, potentiodynamic tests, surface wettability tests, optical profilometry scratch tests, and abrasion tests. Based on the data obtained, different physicochemical properties of the alloy with titanium nitride and titanium oxide coatings were found. Such differences were dependent on the number of cycles used and the temperature of the manufacturing process. The coatings have reduced the abrasion coefficient, thus improving the abrasion resistance of the Ti13Nb13Zr alloy, which enables their use within the skeletal system. These findings are of practical importance for applying this type of surface modification to various types of miniaturised implants used in the skeletal system.
PL
Badania polegają na opisaniu metody osadzania powłok atomowych i możliwości jej zastosowania na stopie tytanu nowej generacji do zastosowań biomedycznych. Celem pracy jest ocena wpływu właściwości fizyko chemicznych i mechanicznych zmodyfikowanego stopu Ti13Nb13Zr powłoką tlenku tytanu (TiO2) oraz tlenku glinu (Al2O3) przy użyciu metody ALD. W ramach oceny własności fizykochemicznych tak powstałych powłok powierzchniowych przeprowadzono obserwacje mikroskopowe (SEM), badania potencjodynamiczne, badania zwilżalności powierzchni, profilometrię optyczną, scratch test oraz badania ścieralności powłok. Na podstawie uzyskanych danych stwierdzono zróżnicowane własności fizykochemiczne stopu z powłokami tlenku glinu oraz tlenku tytanu w zależności od zastosowanej ilości cykli oraz temperatury procesu wytwarzania. Powłoki mają obniżony współczynnik ścieralności, poprawiając tym samym odporność na ścieranie stopu Ti13Nb13Zr, co umożliwia ich zastosowanie w układzie kostnym. Uzyskana na tej podstawie wiedza ma znaczenie praktyczne dla zastosowania tego typu modyfikacji powierzchni dla różnych rodzajów zminiaturyzowanych implantów znajdujących swoje zastosowanie w układzie kostnym.
EN
The paper addresses an important scientific topic from the utilitarian point of view concerning the surface treatment of Al-Si-Cu aluminum alloys by PVD/ALD hybrid coating deposition. The influence of the conditions of deposition of titanium oxide in CrN/TiO2 coatings on their structure and properties, in particular corrosion resistance, were investigated. The TiO2 layer was produced by the atomic layer deposition (ALD) method with a variable number of cycles. Structural investigations were performed using scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM), atomic force microscopy (AFM), and Raman spectroscopy methods. Electrochemical properties were analyzed using potentiodynamic and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) methods. The CrN/TiO2 hybrid coating with titanium oxide deposited at 500 ALD cycles showed the best corrosion properties. It was also found that the prerequisite for obtaining the best electrochemical properties was the amorphous structure of titanium oxide in the tested hybrid coatings. The high tribological properties of the tested coatings were also confirmed.
EN
The purpose of the paper was to assess the morphology, chemical composition, geometric surface structure and contact angle, as well as to analyse the tribological properties of Al2O3 coatings deposited on 100Cr6 steel using the technique of atomic layers ALD. Al2O3 coatings were selected due to their tribological properties, adhesion to the substrate and hardness. Tribological tests were performed in a reciprocating motion in a ballon-disc combination, with a counter-specimen of 100Cr6 steel, under the conditions of technically dry friction. Surface morphology was observed under a scanning microscope, and an EDS analyser enabled the performance of an analysis of the chemical composition of the samples. Wetting of the surface of the Al2O3 coating was determined by means of an optical strain gauge. The geometric surface structure before and after the tribological tests was analysed by means of a confocal microscope with an interferometric mode. The tests proved that during technically dry friction, the average coefficient of friction for the Al2O3 coating is lower by approximately 30% than for 100Cr6 steel. The tested coatings are characterised by hydrophobicity.
PL
Celem pracy była ocena morfologii, składu chemicznego, struktury geometrycznej powierzchni, kąta zwilżania oraz analiza właściwości tribologicznych powłok Al2O3 osadzanych na stali 100Cr6 techniką warstw atomowych ALD. Powłoki Al2O3 wytypowano ze względu na ich właściwości tribologiczne, adhezję do podłoża oraz twardość. Testy tribologiczne przeprowadzono w ruchu posuwisto-zwrotnym w skojarzeniu kula–tarcza z przeciwpróbką ze stali 100Cr6 w warunkach tarcia technicznie suchego. Na mikroskopie skaningowym obserwowano morfologię powierzchni, a analizator EDS umożliwił przeprowadzenie analizy składu chemicznego próbek. Przy pomocy tensjometru optycznego określono zwilżalność powierzchni powłoki Al2O3. Strukturę geometryczną powierzchni przed i po testach tribologicznych analizowano za pomocą mikroskopu konfokalnego z trybem interferometrycznym. Testy wykazały, że podczas tarcia technicznie suchego średni współczynnik tarcia dla powłoki Al2O3 jest około 30% mniejszy niż dla stali 100Cr<6. Badane powłoki charakteryzują się hydrofobowością.
EN
The article evaluates the properties of oxide films: Al2O3 and TiO2, deposited using the ALD method on the Ti13Nb13Zr alloy. It presents the results of examining the geometrical structure of the surface, nanohardness and tribological tests. The surface’s geometrical structure was tested through optical microscopy, and nanohardness was determined using the instrumental indentation method with a Berkovich indenter. The modelling tribological tests were performed in a reciprocating motion under the conditions of technically dry friction and with lubrication using Ringer's solution. An analysis of the results of tribological tests indicates that the films were characterised by lower motion resistances and wear with respect to the Ti13Nb13Zr alloy. Hardness measurements indicate that, as a result of deposition of the films, the hardness increased by approximately 51% in the case of the Al2O3 film and by approximately 44% in the case of the TiO2 coating. The produced test results constitute a source of knowledge about the Ti13Nb13Zr alloy, oxide films and the possibilities of their potential application to low-load biotribological systems.
PL
W artykule dokonano oceny właściwości warstw tlenkowych: Al2O3 i TiO2 osadzonych metodą ALD na stopie Ti13Nb13Zr. Przedstawiono wyniki badań struktury geometrycznej powierzchni, nanotwardości oraz testów tribologicznych. Strukturę geometryczną powierzchni zbadano przy użyciu mikroskopii optycznej, a nanotwardość określono metodą instrumentalnej indentacji przy użyciu wgłębnika Berkovich’a. Modelowe badania tribologiczne przeprowadzono w ruchu posuwisto-zwrotnym w warunkach tarcia technicznie suchego oraz ze smarowaniem płynem Ringera. Analiza wyników badań tribologicznych wskazała, że powłoki charakteryzowały się mniejszymi oporami ruchu oraz zużyciem w odniesieniu do stopu Ti13Nb13Zr. Pomiary twardości wskazują, że w wyniku osadzenia powłok twardość wzrosła o około 51% w przypadku powłoki Al2O3 oraz o około 44% w przypadku powłoki TiO2. Uzyskane wyniki badań stanowią źródło wiedzy na temat stopu Ti13Nb13Zr, powłok tlenkowych oraz możliwości ich potencjalnego zastosowania w niskoobciążonych systemach biotribologicznych.
PL
Elipsometria spektroskopowa jest techniką optyczną słu-żącą do badania cienkich warstw. Metoda ta ma nienisz-czący charakter i wysoką dokładność, co sprawia, że jest podstawowym narzędziem badań w różnych dziedzinach w tym w fotowoltaice. W pracy elipsometria spektrosko-powa została wykorzystana do badania cienkich warstw tlenku cynku z domieszką glinu (ZnO:Al), otrzymanych z zastosowaniem techniki osadzania warstw atomowych (ALD). Badania cienkich warstw ZnO:Al były motywowane ich zastosowaniem jako elektrody w fotowoltaice kosmicz-nej. Wyznaczono grubości (d) cienkich warstw oraz ich właściwości optyczne takie jak współczynnik załamania (n) i współczynnika ekstynkcji (k). Strukturę cienkich warstw ZnO:Al określono metodą dyfrakcji promieniowania rent-genowskiego (XRD). Grubość warstw została potwierdzona poprzez jej pomiar za pomocą profilometru. Wyniki badań potwierdziły potencjalne zastosowanie cienkich warstw ZnO:Al jako elektrody w ogniwach PV.
XX
Spectroscopic ellipsometry is an optical technique for studying thin films. The method has a non-destructive nature and high accuracy which makes it a basic tool for research in various fields including photovoltaics. In this paper, spectroscopic ellipsometry was used to measure aluminium-doped zinc oxide (ZnO:Al) thin films obtained using the atomic layer deposition (ALD) technique. The study of ZnO:Al thin films was motivated by their use as electrodes in space photovoltaics. The thicknesses (d) of the thin films and their optical properties such as refrac-tive index (n) and extinction coefficient (k) were deter-mined. The structure of the ZnO:Al thin films was assessed by X-ray diffraction (XRD). The thickness of the thin films was confirmed by measuring it with a profilometer. The results confirmed the potential use of ZnO:Al thin films as electrodes in PV cells.
EN
Magnesium alloys have recently become increasingly popular in many sectors of the industry due to their unique properties, such as low density, high specific strength, vibration damping ability along with their recyclability and excellent machinability. Nowadays, thin films have been attracting more attention in applications that improve mechanical and corrosion properties. The following alloys were used for the coated Mg-Al-RE and the ultra-light magnesium-lithium alloy of the Mg-Li-Al-RE type. A single layer of TiO2 was deposited using the atomic layer deposition ALD method. Multiple layers of the Ti/TiO₂ and Ti/TiO₂/Ti/TiO₂ type were obtained by the MS-PVD magnetron sputtering technique. Samples were investigated by scanning and a transmission electron microscope (SEM, TEM) and their morphology was studied by an atomic forces microscope (AFM). Further examinations, including electrochemical corrosion, roughness and tribology, were also carried out. As a result of the research, it was found that the best electrochemical properties are exhibited by single TiO2 layers obtained by the ALD method. Moreover, it was found that the Ti/TiO₂/Ti/TiO₂ double film has better properties than the Ti/TiO₂ film.
PL
Celem artykułu jest porównanie wpływu metody wytwarzania oraz temperatury procesu na własności cienkich warstw tlenku cynku. Zbadano strukturę, morfologię i topografię wytworzonych warstw oraz ich własności optyczne i elektryczne. Badane warstwy ZnO zostały wytworzone w procesie rozpylania magnetronowego oraz osadzania warstw atomowych. Przeprowadzone badania wykazały wpływ metody wytwarzania oraz temperatury procesu na analizowane własności.
EN
The aim of this article is to compare the influence of prepation methods and process temperature on the production effects and properties of zinc oxide thin films. Coducted experiments included investigations of structure, morphology and topography of deposited thin films as well as their optical and electrical properties. Tested ZnO thin films were prepared by magnetron sputtering and atomic layer deposition metods. Results of studies have shown that impact of the manufacturing method and process temperature on the analyzed properties is significant.
EN
Thin layers of Al2O3 and AlN were deposited on the surface of borosilicate glass microspheres in an ALD reactor at 50 and 150°C, respectively. They were imaged by SEM microscopy. X-ray EDS spectroscopy was used to assess chemical composition but it was also the basis for a thickness determination method. Al2O3 layers between 20 and 100 nm were obtained, with a constant growth rate of 1.2 Å per deposition cycle. AlN formed continuous but always very thin films on the spheres, generally 5 to 10 nm, even if it was growing much thicker on control glass slides, at 0.8 Å per cycle.
PL
W reaktorze ALD osadzano cienkie warstwy Al2O3 i AlN na mikrosferach ze szkła borokrzemowego w temperaturach odpowiednio 50 i 150°c. obrazowano je przy pomocy skaningowego mikroskopu elektronowego. spektroskopia rentgenowska EDs była wykorzystywana do badania składu chemicznego, ale stanowiła także podstawę dla metody wyznaczania grubości warstw. otrzymano warstwy Al2O3 o grubościach od 20 do 100 nm przy stałej szybkości wzrostu 1,2 Å/cykl. AlN tworzył natomiast ciągłe, lecz zawsze bardzo cienkie warstwy (zwykle 5 do 10 nm), mimo że na kontrolnych płytkach szklanych uzyskiwano znacznie większe grubości, a szybkość wzrostu wynosiła 0,8 Å/cykl.
EN
This paper presents research results of zinc oxide thin films deposited on a glass substrate with use of ALD method. Our researches focused on analyzing of the influence of ALD deposition process temperature on the morphology and transparency of thin layers. The morphology was examined using both scanning and transmission electron microscopes. Transparency study was performed by UV-VIS spectroscopy. For our experiments, two sets of the coating have been prepared, differing in temperature and number of cycle used during the preparation process. The first set was deposited in 100 cycles, second one in 500 cycles. Each set of tested coating contained samples prepared at different temperatures.
PL
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.
EN
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.
PL
W pracy zbadano struktury fotowoltaiczne na bazie nanosłupków tlenku cynku pokrytych warstwą ZnMgO, a następnie warstwą ZnO:Al (AZO). Nanosłupki zostały wytworzone na podłożu krzemowym i pokryte nanocząstkami złota lub srebra. Z pomiarów transmisji i odbicia wywnioskowano, że próbki z nanocząstkami srebra odbijają znaczną ilość światła w zakresie widzialnym, co powoduje spadek wydajności kwantowej w tym zakresie. W podczerwieni próbki z nanocząstkami mają wyższą wydajność kwantową niż próbka referencyjna bez nanocząstek. Stwierdzono, że próbka z nanocząstkami złota ma najwyższą wydajność kwantową w całym zakresie czułości 400-800 nm. Ponadto jej sprawność osiąga również najwyższą wartość – 5,79%.
EN
In this article photovoltaic structures based on ZnO nanorods covered with ZnMgO and ZnO:Al (AZO) layers were studied. The nanorods were grown on sillicon and covered with gold or silver nanoparticles. From the transmission and reflection measurments it was concluded that the samples with silver nanoparticles reflect more light in the visible spectra, which cause the decrease in external quantum efficiency for this wavelength range. In the infrared range the samples with nanoparticles have higher external quantum efficiency than the referance sample without the nanoparticles. It was also concluded, that the sample with gold nanoparticles have the highest external quantum efficiency in the wavelength range from 400-800 nm. Furthermore, the sample has the highest efficiency – 5.79%.
PL
Celem pracy była ocena wpływu procesu sterylizacji parowej na własności fizykochemiczne umocnionej stali 316 LVM pokrytej warstwą TiO2metodą ALD z różną liczbą cykli nanoszenia (500, 1250, 2500). W celu oceny zjawisk zachodzących na powierzchni badanej stali przeprowadzono badania odporności na korozję wżerową oraz badanie z wykorzystaniem elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej. Badania realizowano w roztworze Ringera w temperaturze 37 ± 1oC. W przeprowadzonych badaniach korozyjnych wyznaczono krzywe polaryzacji anodowej, które każdorazowo charakteryzują się obecnością pętli histerezy świadczącej o zainicjowaniu korozji wżerowej w badanym materiale. Z kolei badanie EIS wykazały, że wzrost liczby cykli nanoszenia warstwy wpływa niekorzystnie na jej własności barierowe.
EN
This thesis focuses on the assessment of the impact of the steam sterilization process on the physicochemical properties of the strengthened steel 316LVM coated TiO2using ALD method with different number of cycles, namely 500, 1250 and 2500. In order to evaluate the phenomena occurring on the surface of the steel I run a pitting corrosion resistance test and another study using the EIS. The research is conducted in Ringer's solution at 37± 1°C. Thanks to the first test the curves of anodic polarization are drawn. These curves are characterized by the presence of the hysteresis loop, and these, in turn, indicate the initiation of pitting corrosion in the tested material. On the other hand, the EIS examination shows that the increase in the number of cycles has an adverse impact on the permeability of the layer.
PL
W niniejszej pracy badano wpływ parametrów nanoszenia warstw TiO2 metodą ALD na ich adhezję do metalicznego podłoża. Warstwa TiO2została naniesiona na próbki wykonane ze stali nierdzewnej 316 LVM polerowane elektrochemicznie oraz mechanicznie. Warstwy nanoszono z wykorzystaniem różnych zespołów parametrów nanoszenia, jakimi były zmienna ilość cykli nanoszenia oraz zmienna temperatura procesu. W celu badania adhezji naniesionych warstw do podłoża wykorzystano metodę scratch test. Podsumowując, badania wykazały, że najkorzystniejszym zespołem własności mechanicznych charakteryzowały się warstwy TiO2naniesione na stal 316 LVM metodą ALD w temperaturze 300°C w czasie 500 cykli.
EN
In this study have been investigated influence of parameters applying layers of TiO2by ALD method on their adhesion to the metal substrate. TiO2 layers was applied on the samples made of stainless steel 316 LVM polished electrochemically and mechanically. To deposition layers was using different combination of parameters, which as first were a variable number of cycles of application and variable temperature of process. Next was tested adhesion to the substrate by use of scratch test. The results of studies shown that the best values of mechanical properties characterized samples with layer of TiO2 deposited on stainless steel by ALD method at temperature 300°C with 500 cycles.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.