Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ składu mieszaniny reakcyjnej w procesie modyfikacji powierzchni stopu Al–Zn na wybrane właściwości fizykochemiczne powłoki a-SiCN:H

Koper K., Kyzioł K., Kaczmarek Ł., Grzesik Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 4

160--165

PL

Metoda plazmochemicznego osadzania z fazy gazowej (PA CVD — Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition) jest szeroko stosowaną techniką wytwarzania twardych, przeciwzużyciowych powłok oraz modyfikacji powierzchni podłoży metalicznych, w tym stopów aluminium. Technika ta pozwala na otrzymywanie jednorodnych powłok na podłożach o złożonym kształcie, o dobrej adhezji do podłoża, nawet w warunkach stosunkowo niskiej temperatury. Ponadto procesy plazmochemiczne znacząco wpływają zarówno na mikrostrukturę, chropowatość powierzchni, jak i parametry mechaniczne oraz tribologiczne otrzymywanych struktur. W pracy zastosowano typowe techniki dla inżynierii materiałowej, w tym skaningową mikroskopię elektronową (SEM) z analizą EDS, spektroskopię IR, mikroskopię sił atomowych (AFM), dyfrakcję promieniowania rentgenowskiego. Twardość i moduł Younga wyznaczono metodą nanoindentacji, zużycie powierzchni oceniono na podstawie próby zarysowania. Uzyskane wyniki wskazują, że rodzaj źródła jonów azotu (N2 lub NH3) w mieszaninie gazowej użytej w procesie modyfikacji jonami N+, przed depozycją powłoki a-SiCN:H, bezpośrednio wpływa na jej strukturę w skali atomowej (rys. 2), co determinuje różnice w udziałach poszczególnych grup atomowych (rys. 4). Otrzymane rezultaty potwierdzają, iż zastosowanie modyfikacji jonami N+ w przypadku stopów Al–Zn jest najkorzystniejsze w przypadku użycia w mieszaninie reakcyjnej NH3, co prowadzi z kolei do największego utwardzenia badanej powierzchni (rys. 6).

EN

Plasma assisted chemical vapour deposition (PA CVD) is a wide used technology for the production of hard, anti-wear coatings and surface modification of metallic substrates, for example aluminum alloys. This method allows to deposit of homogeneous, well-adhesive coatings at low temperature on substrates with complex shape. Plasmochemical processes significantly impacts such surface parameters as microstructure, roughness, mechanical and tribological behaviour, etc. In this work the overview of the influence of N+ ion precursor (nitrogen or ammonia) in RF CVD (Radio Frequency Chemical Vapour Deposition) technique on the modification of Al–Zn alloys in plasma conditions using ion treatment, before deposition of aSiCN:H coating, has been presented. Typical techniques for materials engineering such as scanning electron microscope (SEM) with EDS analysis, IR spectroscopy, atomic force microscopy (AFM), X-ray diffraction, nanoindentation method (hardness and Young modulus), scratch test were applied in the presented study. The obtained results indicate that type of the ion source of nitrogen (N2 or NH3) in the gas mixture used in the N+ ion modification process, before deposition of the a-SiCN:H coating, influences directly on structure in atomic scale (Fig. 2), this determines the different contributions of the respective atomic groups (Fig. 4). The work confirmed that the use of N+ ions modification process of Al–Zn surface is the most important in case of the use of NH3 in the gas mixture, and results in improvement of surface hardness (Fig. 6).

2

Wpływ parametrów procesu tlenoazotowania na właściwości użytkowe stopu Ti-6Al-4V

Januś M., Kluska S., Kyzioł K., Jonas S., Zimowski S.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 3

177--180

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących tlenozotowania stopu tytanu Ti-6Al-4V za pomocą chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganego plazmą generowaną falami o częstotliwości radiowej (RFCVD 13,56 MHz, 300 W). Proces prowadzono w atmosferze gazów zawierających N2O i Ar w różnych proporcjach. Skład chemiczny i morfologię powierzchni badano metodą SEM/EDS. Badania odporności korozyjnej przeprowadzono przyspieszoną techniką polaryzacyjną w roztworze sztucznej śliny w temperaturze 37°C. Wyznaczono wartość współczynnika tarcia i wskaźnika zużycia uzyskanych materiałów. Otrzymane wyniki potwierdzają tezę, że najlepsze właściwości użytkowe zapewnia warstwa wierzchnia zawierająca azot oraz tlen. Stopy modyfikowane opisaną metodą charakteryzują się właściwościami pożądanymi w zastosowaniach medycznych.

EN

This work includes the results of studies on oxynitriding titanium and its alloy (Ti-6Al-4V) surface. This process has been carried out using the Chemical Vapour Deposition method with plasma, which was generated by radio frequency waves (RFCVD 13.56 MHz, 300 W). This process was carried out in an atmosphere containing N2O and Ar in various proportions. The chemical composition and morphology of the surface have been tested by SEM/EDS. The corrosive resistance test was accelerated with the polarisation technique in artificial saliva at 37°C. The friction coefficient and wear indicator were determined. These results confirmed conjectures that samples whose composition includes nitrogen and oxygen have the best usable properties. Materials modified in this way are promising for applications in medicine.

3

Osadzanie warstw węglowych metodami plazmowymi na podłożach poliuretanowych o niskiej temperaturze degradacji

Mróz W.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

604-607

PL

W pracy porównano dwa typy warstw buforowych o dużej zawartości węgla, wytworzonych dwoma różnymi metodami plazmowymi na układzie do laserowego nanoszenia cienkich warstw metodą hybrydową (HPLD). Zestaw do hybrydowego nanoszenia cienkich warstw umożliwia osadzanie warstw trzema niezależnymi metodami: metodą laserowej ablacji (PLD) laserem typu ArF (^ = 193 nm), metodą rozpylania magnetronowego (MS) i metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej, wspomaganego promieniowaniem generatora RF 13.56 MHz (RF CVD). W pracy zostały porównane warstwy osadzone metodami MS i RF CVD. Wytworzone warstwy mają mniejszy współczynnik tarcia niż współczynnik tarcia dynamicznego dla zestawu materiałowego poliuretan (PU)-poliuretan z wtartym mechanicznie grafitem (PUG). Analiza parametrów wytworzonych warstw przeprowadzona za pomocą mikroskopu sił atomowych (AFM), spektrometru fotoelektronów rentgenowskich (XPS) oraz transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM) sugeruje, że warstwy wytworzone metodą MS są warstwami grafitopodobnymi, a warstwy osadzone metodą RF CVD są warstwami polimeropodobnymi (PL-C). Współczynnik tarcia dynamicznego warstw wytworzonych metodą RF CVD był prawie dwukrotnie mniejszy niż dla warstw PU-PUG. W przypadku warstw wytworzonych metodą MS współczynnik tarcia dynamicznego był również mniejszy niż dla warstw PU-PUG, ale gorszy niż dla warstw wytworzonych metodą RF CVD.

EN

In this work are compared two types of buffer layers with high carbon content fabricated using two different plasma methods in a laser hybrid thin film deposition system (HPLD). The system allows separate deposition of thin films by three methods: laser ablation (PLD) with an ArF laser (^ = 193 nm), magnetron sputtering (MS), and 13.56 MHz RF-assisted gas phase chemical deposition (RF CVD). Thin films deposited by the MS and RF CVD methods were compared in this work. The films showed a lower friction coefficient than the dynamic friction coefficient of polyurethane with mechanically rubbed-in graphite (PUG). The analysis of the parameters of the fabricated films by Atomic Force Microscopy (AFM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and by Transmission Electron Microscopy (TEM), suggests that the friction coefficient of the films deposited by the RF CVD method is almost twice lower than that for PUPUG layers with rubbed-in graphite. The dynamic friction coefficient of films fabricated by the MS method was also lower than that of PU-PUG films with rubbed-in graphite, but was worse than that of RF CV D films.

4

Synergiczne układy warstwowe: azotek krzemu - warstwa przejściowa na multikrystalicznym krzemie

Bąk W., Jurzecka-Szymacha M., Jonas S., Tkacz-Śmiech K.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

864-868

PL

Sprawność ogniw fotowoltaicznych opartych o multikrystaliczny krzem może być skutecznie poprawiona przez stosowanie warstw a-SiNx:H. War- stwy takie mają dobre właściwości antyrefleksyjne, a zawarty w nich wodór bierze udział w pasywacji defektów podłoża. W pracy zaprezentowano wyniki badań warstwowych układów kompozytowych, w których pomiędzy podłożem i właściwą warstwą azotku krzemu zastosowano warstwę przejściową, wytworzoną w plazmie NH3 lub warstwę a-Si:H. Warstwy osadzono na multikrystalicznych podłożach krzemowych (mc- Si, BAYSIX) z zastosowaniem metody RFCVD. Część próbek (z warstwą) dodatkowo wygrzano w temperaturze 800°C. Takie postępowanie zapewnia warunki odpowiednie dla dyfuzji wodoru z warstwy do podłoża, poprawiając tym samym efekty pasywacji. W ocenie pasywacji defektów podłoża wykorzystano wyniki z pomiarów temperaturowej zależności przewodnictwa elektrycznego próbek z warstwami, przed i po wygrzewaniu.

EN

An efficiency of solar cells based on multicrystalline silicon may be effectively improved with application of a-SiNx:H layers. They have good antireflective properties and take part in defect passivation of the substrate. It is shown, in this work, that good results may be expected when composed layer systems are used. We propose application of a transition layer between the substrate and the antireflective a-SiNx:H. This can be either an a-Si:H layer or a layer formed in NH3 plasma. The layers studied in this work were deposited on multicrystalline silicon (mc-Si, BAYSIX) with application of RFCVD. Some of the samples were additionally heated at 800°C to enhance the hydrogen diffusion from the layer to the substrate. Such treatment improves defect passivation. An evaluation of defect passivation was based on the results of measurements of temperature dependence of electrical conductivity performed for the samples with various layers, both before and after heating.

5

Wpływ składu mieszaniny gazowej w procesie tlenoazotowania plazmowego na właściwości użytkowe tytanu i stopu Ti6Al4V

Januś M., Kluska S., Kyzioł K., Zimowski S.

Engineering of Biomaterials

|

2010

|

Vol. 13, no. 96-98

103--109

PL

Praca zawiera wyniki badań dotyczących tlenoazotowania powierzchni tytanu i jego stopu (Ti6Al4V). Proces ten został przeprowadzony przy użyciu metody chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganej plazmą generowaną falami o częstotliwości radiowej (RFCVD 13,56 MHz, 400 W). Proces ten przeprowadzono w atmosferze gazów zawierającej N2O i Ar w różnych proporcjach. Skład chemiczny i morfologię powierzchni badano używając metody SEM/EDS. Badania odporności korozyjnej przeprowadzono przyspieszoną technika polaryzacyjną w roztworze sztucznej śliny w temperaturze 37oC. Wyznaczono także współczynnik tarcia i wskaźnik zużycia uzyskanych materiałów. Otrzymane wyniki potwierdzają przypuszczenia, że najlepsze własności użytkowe posiadają próbki, które w swoim składzie zawierały azot oraz tlen. Modyfikowane w ten sposób materiały są obiecujące dla zastosowań w medycynie.

EN

In this work a research concerning oxynitriding of titanium and its Ti6Al4V alloy is reported. Oxynitriding of the samples was performed by Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition method with plasma generated by radio frequency waves (RFCVD 13,56 MHz, 400 W). The process was carried out in the gas atmosphere containing N2O and Ar at various ratios. Chemical composition and morphology of the modified surfaces were studied by SEM/EDS and compared with those for unmodified surface. The corrosion resistance was examined with polarization technique, in the environment of artificial saliva, at 37oC. The friction coefficient and wear index were measured. The obtained results confirm that the best operating parameters have the oxynitrided samples containing N and O. Ti and Ti6Al4V with oxynitrided surface offer promising materials for medical applications.