Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Alumina layers synthesized on cemented carbide tools by MOCVD method

Sawka A., Juda W., Kwatera A.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 3

307-310

EN

This paper shows the results of investigation of a synthesis of pure aluminium oxide layers on cemented carbide cutting tools by the MOCVD (Metalorganic Chemical Vapour Deposition) method using Al(O2C5H7)3 as a precursor. The layers were deposited at 800°C in two stages. Initially, as carrier gases ammonia (99.95 % pure) and/or argon (99.995 % pure) were used. Then, a thin and continuous Al2O3+C layer was obtained. It was so-called the intermediate layer. In the second stage, air was added into a CVD reactor and then a thicker external carbon-free Al2O3 layer was synthesized. The average growth rate of the layers was about 5 µm/h. The obtained layers were additionally annealed in air at temperatures up to 1050°C, which caused formation of α-Al2O3. Structure and microstructure of the layers were examined. Microhardness tests were performed by Vickers method over a load of 1N. The average value of microhardness of the layers with no annealing was about 0.98 GPa. After annealing at 1050 °, the average value of the microhardness amounted to about 2.25 GPa. Adhesion of Al2O3 layers to the substrate of cemented carbides was examined by the scratch test. Estimated average value L(C) for the not annealed Al2O3 layer of 5 µm thickness was 41 N. In the case of samples annealed at 1000 ° this value reached even 85 N.

PL

Artykuł pokazuje wyniki badań nad syntezą warstw czystego tlenku glinu na narzędziach do obróbki skrawaniem wykonanych z węglików spiekanych. Syntezę wykonano za pomocą metody MOCVD przy wykorzystaniu Al(O2C5H7)3 jako prekursora. Warstwy osadzano dwuetapowo w 800 stopni C. Najpierw wykorzystano gazy nośne w postaci amoniaku (o czystości 99.95 %) i/lub argonu (o czystości 99.995 %) do otrzymania cienkiej i ciągłej warstwy Al2O3+C. Była to tzw. warstwa pośrednia. W drugim etapie, do reaktora CVD wprowadzano powietrze w celu syntezowania grubszej, zewnętrznej warstwy Al2O3, pozbawionej węgla. Średnia szybkość wzrostu wynosiła około 5 µm/h. Otrzymane warstwy były dodatkowo wygrzewane w powietrzu w temperaturach aż do 1050 stopni C, co powodowało utworzenie się α -Al2O3. Zbadano strukturę i mikrostrukturę warstw. Badania mikrotwardości przeprowadzono za pomocą metody Vickersa przy sile obciążającej wynoszącej 1N. Średnia wartość mikrotwardości warstw nie wygrzewanych wynosiła około 0.98 GPa. Po wygrzewaniu w 1050 stopni C, średnia wartość mikrotwardości osiągnęła wartość około 2.25 GPa. Adhezję warstwy Al2O3 do podłoża z węglików spiekanych oznaczono za pomocą testu zarysowania (scratch test). Oszacowana średnia wartość L(C) w przypadku nie wygrzewanej warstwy Al2O3 o grubości 5 µm wynosiła 41 N. W przypadku próbek wygrzanych w 1000 stopni C wartość ta osiągnęła nawet 85 N.

2

Deposition of Al2O3 layers on cemented carbide cutting tools using aluminium acetyloacetonate

Sawka A., Juda W., Kwatera A.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

287-289

EN

Synthesis of high purity Al2O3 layers by MOCVD method on cemented carbide cutting tools with no intermediate layer of TiC was investigated. Alumina acetyloacetonate Al(O2C5H7)3 was used ar precursor and pure argon (99,999%) and/or air as carrier gases. Oxygen present in air was necessary for elimination of carbon solid by-product of Al(acac)3 pyrolisis). Al2O3 layers were synthesized in the temperature range of 800°-1100°C at their growth rate of even 5 žm/h. The layers synthesized at 800°C were holding at temperature of 900°-1100°C, what caused their crystallization. Obtained layers were smooth and well adhered to the substrate. Tests on the life of the material (they were performed using standard steel for machining) indicate about 3-fold increase of the tool life.

PL

Badano warunki syntezy warstw Al2O3 o wysokiej czystości metodą MOCVD na narzędziach skrawających z węglików spiekanych bez warstwy pośredniej TiC. Jako prekursor zastosowano acetyloacetonian glinu Al(O2C5H7)3 oraz czysty argon (99.999%) lub/i powietrze jako gazy nośne. Tlen zawarty w powietrzu był niezbędny do usunięcia węgla (stałego produktu ubocznego pirolizy Al(acac)3). Warstwy Al2O3 syntezowano w temperaturze 800°-1100°C, przy szybkości wzrostu nawet 5 žm/h. Warstwy syntezowane w temperaturze 800°C wygrzewano w temperaturze 900°-1100°C, co powodowało ich krystalizację. Otrzymane warstwy były gładkie i dobrze przyczepne do podłoża. Badania żywotności materiału - próby skrawania przeprowadzone na stali w stanie znormalizowanym - wykazały 3-krotny wzrost żywotności narzędzi z warstwą w porównaniu z narzędziami bez warstwy.

3

Wstępne badania nad syntezą czystych warstw alfa-Al2O3 metodą CVD na spiekanym tlenku glinu.

Kwatera A., Sawka A., Wójcik M., Tomaszewski W.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

304-307

PL

Celem niniejszej pracy było sprawdzenie czy możliwe jest otrzymanie czystych i gęstych warstw z Al2O3 metodą CVD na płytkach wieloostrzowych wykonanych ze spiekanego tlenku glinu metodą CVD jeżeli jako podstawowy reagent zastosuje się acetyloacetonian glinu (Al(O2C5H7)3). W pracy przedstawiono schemat użytej aparatury. Przeprowadzone badania wskazują, że wpływ podłoża na mikrostrukturę syntezowanej warstwy jest istotny. Warstwa z połyskiem jest gładka i bardziej zwarta niż warstwa matowa. Powstaje ona na podłożu drobnoziarnistym i o małej porowatości. Część produktów pirolizy acetyloacetonianu glinu osadzać się może w porach podłoża. Łączna grubość zmodyfikowanej w ten sposób warstwy wierzchniej podłoża i osadzonej warstwy (o dużej gęstości) wahała się w granicach od 20 do 40 mikrometrów. Tak osadzane warstwy wykazują bardzo dobrą adhezję do podłoża.

EN

The aim of investigations was to evaluate if it is possible to obtain the pure and well adherent alpha-Al2O3 layers by CVD methods on the multiedges plates made of sintered alumina when the aluminium acetyloacetonate Al(O2C5H7)3 will be used as a base reagent. The schema of apparatus was shown. Investigations show that the influence of the substrate on the microstructure of the synthesized layers is essential. The shiny layer is smooth and more adherent than the mat one. It is formed on the fine grain substrate with low porosity. Some products of aluminium acetyloacetonate pyrolysis can be synthesized in pores of the substrate. All together, the thickness of such a modified upper layer of the substrate and synthesized layer with high density was ranged from 20 to 40 micrometers. Such synthesized layers showed very good adhesion to the substrate.