Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ podwyższonej i wysokiej temperatury na właściwości antykorozyjne powłoki diamentopodobnej na stali S355

Staszewska-Samson Katarzyna, Scendo Mieczysław

Ochrona przed Korozją

|

2019

|

nr 6

197--203

PL

Zbadano wpływ podwyższonej i wysokiej temperatury na właściwości antykorozyjne powłoki diamentopodobnej (DLC) wyprodukowanej metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganej plazmą (PECVD) na podłożu stali S355 (S355/DLC). Test korozyjny badanych materiałów prowadzono metodą elektrochemiczną. Środowisko korozyjne, stanowił kwaśny roztwór chlorku sodu. Wykazano, że powłoka DLC skutecznie zabezpiecza powierzchnię stali S355 przed kontaktem z agresywnym środowiskiem korozyjnym. Obróbkę termiczną S355/DLC prowadzono w atmosferze gorącego powietrza w temperaturze 400 lub 800 °°. Stwierdzono, że po obróbce termicznej w temperaturze 400 °C, powłoka DLC częściowo traci swoje antykorozyjne właściwości. W wyniku zmian struktury powierzchni S355/DLC mikrotwardość (HV) warstwy DLC wzrasta. Natomiast po obróbce termicznej w temperaturze 800 °C powłoka węglowa na powierzchni stali S355 ulega zniszczeniu, a tym samym traci swoje ochronne działanie.

EN

Influence of higher and high temperature on anti-corrosive properties of a diamond-like carbon coating (DLC), produced by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) on S355 steel substrate (S355/DLC), was investigated. Corrosion test of materials was carried out by electrochemical method. Corrosive environment was an acidified sodium chloride solution. It has been demonstrated that the DLC coating effectively protects the S355 steel surface from contact with an aggressive corrosive environment. The thermal treatment was carried out in an atmosphere of hot air at temperatures of 400 or 800 °C. It was found that after thermal treatment at 400 °C the DLC coating partially loses its anti-corrosive properties. Due to changes in the surface structure of the S355/DLC layer its microhardness (HV) increases. However, after heat treatment at 800 °C the carbon coating is destroyed and thus loses its protective effect.

2

Application of radio frequency inductively coupled plasma in chemical vapor deposition process of diamond-like carbon films for modification of properties of deposited films

Kijaszek W., Oleszkiewicz W., Znamirowski Z.

Materials Science Poland

|

2018

|

Vol. 36, No. 1

80--85

EN

The authors have deposited the diamond-like carbon (DLC) films by radio frequency inductively coupled plasma enhanced chemical vapor deposition (RF ICP PECVD) method. The investigated DLC films with different sp3 fraction content were deposited on polished and textured silicon substrates. The sp3 fraction content of the deposited DLC films was ranging from 35 % to 70 % and was estimated from acquired Raman scattering spectra (excitation wavelength: 325 nm and 514.5 nm). The measurements of field emission characteristics were carried out in diode configuration. Emission properties of the DLC films were calculated from Fowler-Nordheim plots. The calculated electric field enhancement factor β was ranging from 56 to 198 for the DLC films deposited on polished substrates and from 115 to 445 for films deposited on textured substrates. The surface of the DLC films was observed by scanning electron microscope (SEM) after field emission measurements. The acquired SEM images reveled that the activation of field emission from the DLC films is connected with generation of structural damage to the DLC films.

3

Flexible diamond-like carbon film prepared by hydrothermal electrochemical method

Tao Y., Yi D., Zhu B., Cao W.

Materials Science Poland

|

2017

|

Vol. 35, No. 3

447--453

EN

Diamond-like carbon (DLC) thin films were prepared by hydrothermal electrochemical method in one-step process. The structural characterization of these films was carried out by scanning electron microscopy (SEM), Raman spectroscopy, and infrared reflectance spectroscopy (IR). It was found that there was an increased sp2 carbon content but decreased sp3 carbon and hydrogen contents with an increase in current density. The flexibility and internal stresses of the DLC films were affected by hydrogen, sp3 amorphous carbon and ordered crystalline sp2 carbon contents. The highly flexible DLC films with high sp3 carbon and hydrogen contents were prepared at a current density of 0.001 mA/cm2.

4

The influence of the structure direction on diamond-like carbon coatings tribological properties

Madej M., Ozimina D., Krzyszkowski A., Świderski J., Milewski K.

Inżynieria Materiałowa

|

2017

|

Vol. 38, nr 5

237--243

EN

The paper presents results of the structure analysis and tribological testing of a-C:H type diamond-like carbon (DLC) coatings produced by the Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition (PACVD) technology on 100Cr6 specimens. PACVD methods allow both deposition of thin films on the materials that can conduct an electrical current, and for non-conductive materials, electricity, using a radio frequency discharge currents and low. Essentially, the PACVD process aimed at the production of the hard surface layer or layers having specific properties: e.g. the protective, anticorrosive, tribological. This article discusses the properties of DLC coatings. The surface and cross-sectional microstructure and the chemical composition were assessed by means of a scanning electron microscope (SEM). The structure was studied using a JSM 7100F microscope with an EDS detector manufactured by JEOL. The coatings were analyzed by means of a Talysurf CCI-Lite non-contact 3D profiler. The wear resistance was established under dry friction conditions and in the presence of boundary lubrication conditions with polyalphaolefin PAO-8 oil and was studied by a ball-on-disc T-01M tribometer with the ball being made of 100Cr6 steel and the disc being made of the of 100Cr6 steel coated with DLC. The tribological tests conducted under technically dry friction and lubrication conditions showed that the diamond-like carbon coating had better properties than substrate material. The application of lubricants caused a decrease in the wear of the elements in friction pair. The use of lubricants in combination with a DLC coating has shown that this type of association of the grater greatly affects the smaller friction resistance.

PL

Powłoki diamentopobne DLC cieszą się coraz większym zainteresowaniem ze względu na ich właściwości niskotarciowe i przeciwzużyciowe, dużą twardość, odporność korozyjną oraz stabilność termiczną. Celem pracy było przeprowadzenie analizy wpływu topografii powierzchni, z uwzględnieniem jej kierunkowości, powłok diamentopodobnych na właściwości tribologiczne. Oceniano wpływ powłok, ich składu chemicznego, twardości oraz topografii powierzchni na właściwości tribologiczne.

5

Determining the Tribological Properties of Diamond-Like Carbon Coatings Lubricated with Biodegradable Cutting Fluids

Ozimina D., Madej D., Kowalczyk J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 4

2065--2072

EN

The aim of the study was to determine the effectiveness of the biodegradable cutting fluid used instead of classical, usually toxic. This paper presents the results of tribological studies of a-C:H coatings formed on HS6-5-2C steel by plasma-assisted chemical vapour deposition. The coating structures were examined using a JSM-7100F SEM. The coating microhardness was measured with a Matsuzawa tester. The surface texture analysis was performed before and after the tribological tests with a Talysurf CCI Lite optical profiler. The tribological properties were investigated using a T-01 M tester and a T-17 tester. The tests were carried out under dry friction conditions and lubricated friction conditions using a lubricant with zinc aspartate. The test results show that the layer formed at the interface prevented the moving surfaces. The investigations discussed in this paper have contributed to the development of non-toxic and environmentally-friendly manufacturing because of the use of biodegradable cutting fluid and thin, hard coatings.

6

A review of mechanical properties of diamond-like carbon coatings with various dopants as candidates for biomedical applications

Jastrzębski K., Jastrzębska A., Bociąga A.

Acta Innovations

|

2017

|

no. 22

40--57

EN

In the modern world, there is an increasing demand for implants, and technologies connected with their manufacturing. One of the possible paths of their development relates to the use of diamond-like carbon coatings (DLC) for the improvement of surface properties of the biomaterials used for implants. Further improvement of the mentioned properties can be induced by means of doping of the coating. Among the elements which are under current investigation of researchers, the following can be placed: Ag, Si, F, Cu, Ti, Ca and P. This paper reviews previously published experimental data concerning mechanical and physicochemical properties of DLC coatings doped with Ag, Si, Cu, Ti, Ca, F and P as candidates for biomedical applications. Although plenty of articles are published in the mentioned field, the differences of coatings’ synthesis techniques, various sources of dopants and substrates, as well as conducted experiments make no consistent view about a possible solution for their future implementation in medicine. Some of the selected dopants (Cu, Ca, P), still require better characterisation of mechanical properties. There is a necessity to conduct studies of mechanical and physicochemical properties of DLC coatings doped with these elements. This will enable adjustment of the necessary technological parameters to biomedical requirements.

7

Optimization of radio frequency inductively coupled plasma enhanced chemical vapour deposition process of diamond-like carbon films

Kijaszek W., Oleszkiewicz W.

Optica Applicata

|

2016

|

Vol. 46, nr 2

167--172

EN

The diamond-like carbon materials have unique mechanical, optical, electrical and chemical properties. The material is commonly applied in automotive industry, medicine and in other everyday life products. However, the diamond-like carbons are not used in micro- and optoelectronics on a wider scale due to technological problems. The application of the diamond-like carbon films in electronic structure is limited because the standard methods do not ensure that the quality and properties of the deposited film will be satisfactory for a specific application. On the other hand, more sophisticated methods that allow manufacturing the diamond-like carbon film with adequate properties, such as microwave assisted chemical vapour deposition, require heating of the substrate to high temperature (above 1000°C). The solution to the problem is the radio frequency inductively coupled plasma enhanced chemical vapour deposition method that allows deposition of the diamond-like carbon films with satisfactory properties and the process can be carried out at room temperature. In the paper, basic information and issues concerning the diamond-like carbon films manufacturing technology by radio frequency inductively coupled plasma enhanced chemical vapour deposition method will be explained. The diamond-like carbon films were investigated by the Raman scattering spectroscopy and the spectroscopic ellipsometry.

8

Badanie jakościowe materiałów węglowych za pomocą spektroskopii Ramana

Dychalska A., Paprocki K., Fabisiak K., Szybowicz M.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2016

|

R. 21, nr 5

6--7

PL

Praca ta prezentuje możliwość zastosowania spektroskopii Ramana do badań jakościowych materiałów węglowych typu DLC (diamond-like carbon). Badania zmiany parametrów spektralnych pasm charakterystycznych D i G w zakresie od temperatury pokojowej do 300°C umożliwiły obserwację wpływu procesu wygrzewania na przechodzenie materiału z formy węgla amorficznego do formy zbliżonej do nanokrystalicznego grafitu.

9

Sliding Wear Behaviour and Corosion Resistance to Ringer’s Solution of Uncoated and DLC Coated X46Cr13 Steel

Scendo M., Radek N., Konstanty J., Staszewska K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 4

1895--1900

EN

Sliding wear properties and corrosion resistance in Ringer’s solution of uncoated and diamond-like carbon (DLC) coated X46Cr13 steel was tested. The Raman spectra showed that the DLC film was successfully coated by plasma assisted CVD method onto the steel surface. The wear test, carried out using a ball-on disk tribometer, revealed that the DLC coating show better resistance to sliding wear and lower friction coefficient against a 100Cr6 steel ball than five times softer X46Cr13 steel. The oxidation kinetic parameters were determined by means of both the gravimetric and electrochemical method. It was found that the DLC coating markedly decreased the rate of corrosion of the X46Cr13 steel, irrespective of the corrosion mechanism involved.

10

Właściwości powłok węglowych uzyskiwanych w procesach fizycznego osadzania z fazy gazowej

Madej M., Ozimina D., Pająk M.

Mechanik

|

2015

|

R. 88 nr 4CD

151--156

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań powłok diamentopodobnych otrzymywanych techniką fizycznego osadzania z fazy gazowej PVD na elementach ze stali SW7M. Przeprowadzono obserwacje struktury i topografii powierzchni oraz testy tribologiczne i korozyjne. Wyniki badań wykazały, że powłoki diamentopodobne wpływają na poprawę właściwości korozyjnych i tribologicznych, które mogą dodatkowo być intensyfikowane poprzez zastosowanie środków smarowych

EN

This paper presents the results of diamond like carbon coatings deposited using the physical vapor deposition PVD process on SW7M steel. The topography and cross section analysis of the coatings were determined, the tribological and corrossion properties were tested. The results obtained during the tests carried out shown that the application of diamond coatings considerably improves tribological and corrossion properties. Additionally the use of lubricants resulted in an increase in the friction properties of the systems.

11

Investigation of silicon nitride and DLC thin films hardness deposited with RF PECVD method

Dominik M., Śmietana M., Król K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 11

35-38

EN

This paper presents the results of nanohardness measurements of silicon nitride (SiNx) and two types of diamond-like carbon films (DLC) deposited by radio-frequency plasma enhanced chemical vapor deposition (RF PECVD) method. In order to accurately determine hardness of SiNx and DLC films two approximation methods have been applied, where first includes an effect of the substrate (layer/substrate system), and the second takes into account an additional silicon dioxide (SiO2) interlayer (layer/SiO2/substrate system). In this work thickness and roughness of the films has also been investigated. The study has shown that the DLC films are slightly harder than SiNx films.

PL

Praca ta dotyczy badań twardości warstw azotku krzemu (SiNx) oraz warstw diamentopodobnych (DLC, ang, diamond-like carbon films) osadzanych metodą chemicznego osadzania z fazy lotnej wspomaganego plazmą. W celu dokładnego wyznaczenia twardości warstw SiNx i DLC zastosowano dwa rodzaje metod aproksymacji wyników pomiarów metodą nanoindentacji. Pierwsza z nich uwzględniała jedynie wpływ podłoża (warstwa/podłoże) natomiast w drugiej metodzie uwzględniono także wpływ dodatkowej warstwy SiO2 (tlenku krzemu) (warstwa/SiO2/podłoże). W niniejszej pracy badane były również grubość oraz chropowatość warstw. Badania wykazały, że warstwy DLC są nieco twardsze od warstw SiNx.

12

Ocena powłoki diamentopodobnej wytworzonej na podłożu nadstopu niklu IN 718 w procesach CVD wspomaganych plazmą wyładowania jarzeniowego

Poręba M., Richert M., Sieniawski J., Zawadzka P.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 4

295--298

PL

Opracowano warunki wytwarzania warstw diamentopodobnych na stopie niklu IN 718 z zastosowaniem aparatury PACVD. Prowadzono procesy w temperaturze 550°C i 600°C przez 6 godzin. Jako gazów reakcyjnych użyto metanu i wodoru. Proporcja metanu do wodoru wynosiła 1 do 200. Wykonano analizy składu fazowego powłok, badania twardości oraz przyczepności. Otrzymane powłoki diamentopodobne mają dobrą przyczepność do podłoża oraz dużą twardość (ok. 1500 HV).

EN

The aim of the study was development of the conditions for manufacturing diamond-like carbon (DLC) coatings on the IN 718 nickel based alloy using the PACVD method. The CVD processes were carried out at the temperature of 550 and 600°C during 6 hours. Methane and hydrogen in the proportion of 1:200 were used as the reaction gases. The phase composition, hardness and adhesion of the coatings were examined. The hardness of the DLC coatings was found to be about 1500 HV and they showed good adhesion to the substrate.

13

Powłoki węglowe domieszkowane krzemem wytwarzane metodą RF PACVD

Jędrzejczak A., Batory D., Cłapa M., Makówka M., Niedzielski P.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 5

459--462

PL

W pracy przedstawiono wyniki wstępnych badań właściwości kompozytowych warstw diamentopodobnego węgla domieszkowanych krzemem, wytworzonych hybrydową metodą RF PACVD/MS na utlenianym w wyładowaniu jarzeniowym stopie tytanu Ti6Al7Nb. Stwierdzono, iż całkowita grubość warstwy utlenionej na powierzchni substratu wynosi ok. 100 um, natomiast badania twardości na przekroju poprzecznym wykazały ponad dwukrotny wzrost tego parametru w porównaniu z niemodyfikowanym stopem tytanu. Technologia syntezy warstw Si-DLC obejmowała zastosowanie międzywarstwy o charakterze gradientowym Ti-TixCy o grubości ok. 200 nm w celu poprawy adhezji ﬁnalnych powłok na bazie węgla i krzemu. W celu uzyskania różnych koncentracji krzemu powłoki były wytwarzane z mieszaniny metanu oraz oparów ciekłego prekursora krzemoorganicznego (heksametylodisiloksanu) przy różnym stosunku przepływu oraz w szerokim zakresie ujemnego potencjału autopolaryzacji elektrody w.cz. Wykazano, iż metodą RF PACVD Z wykorzystaniem mieszaniny metan/heksametylodisiloksan można wytworzyć jednorodną, dobrze przylegającą do zastosowanego podłoża powłokę węglową domieszkowaną krzemem. Zbadano prędkości nanoszenia oraz przeprowadzono badania składu chemicznego i właściwości mechanicznych uzyskanych warstw. Skład chemiczny prekursora krzemoorganicznego przyczynił się do znacznego wzrostu prędkości nanoszenia, wykazując praktycznie jej liniowy wzrost wraz ze zwiększającą się koncentracją oparów ciekłego prekursora krzemoorganicznego. Zaobserwowano zwiększenie twardości warstw towarzyszące wzrostowi stosunku CH4/HMDSO dla wysokich wartości ujemnego potencjału autopolaryzacji (800÷1000 V) oraz znaczny spadek tego parametru W przypadku małej wartości Up (600 V). Dla wszystkich badanych powłok, niezależnie od wartości ujemnego potencjału autopolaryzacji, stwierdzono znaczące zmniejszenie modułu Younga postępujące wraz ze zmniejszającym się stosunkiem przepływu CH4/HMDSO.

EN

This paper presents the results of a preliminary study of properties of silicon-doped diamond-like carbon composite layers produced by a hybrid RF PACVD/MS method onto oxidized in the glow discharge titanium Ti6Al7Nb alloy. lt was found that the total thickness ofthe oxidized layer on the surface of the substrate was about 100 um, and the hardness tests on the cross section have shown double increase of this parameter compared to the unmodiﬁed titanium alloy. The technology of synthesis of Si-DLC layers included the use of a gradient Ti-TixCy interlayer of 200 nm in thickness in order to improve the adhesion of the final carbon and silicon based coating. In order to obtain different concentrations of silicon, the coatings were produced from a mixture of methane and vapour of liquid organosilicon precursor (hexamethyldisiloxane) at a different gas flow ratios and a wide range of negative self-bias. It has been shown that by the RF PACVD method, using a methane/ hexamethyldisiloxane mixture, the uniform and well adherent silicone doped carbon coatings can be produced. The deposition rates, chemical composition as well as mechanical properties of the obtained layers were studied. The chemical composition of organosilicon precursor contributed to a signiﬁcant increase of the deposition rates and showed its almost linear increase with increasing concentration of the vapours. For high values of the negative selfbias (800÷1000 V) an increase in the hardness of the layers with increased CH4/HMDSO flow ratio was observed. Whereas considerable decrease of this parameter was observed in the case of low Up (600 V) value. The signiﬁcant decrease in the Young's modulus progressing with decreasing CH4/ HMDSO ﬂow ratio for all examined coatings, regardless of the negative selfbias potential, was found.

14

Analiza stanu naprężenia w panewce endoprotezy stawu biodrowego z powloką DLC

Rońda J., Wojnarowski J., Cybułka P.

Przegląd Mechaniczny

|

2012

|

nr 7-8

25-30

PL

Materiały przeznaczone na endoprotezy powinny cechować się podwyższonymi właściwościami mechanicznymi, odpornością na ścieranie oraz wysoką biozgodnością. Jednym ze sposobów spełnienia tych kryteriów jest zastosowanie technik ulepszania powierzchni elementów endoprotez przez pokrycie ich cienkimi diamentopodobnymi powłokami węglowymi typu DLC (Diamond Like Carbon). Celem pracy jest wyznaczenie wpływu grubości powłok DLC na rozkład naprężenia występującego w obszarze styku panewki z polietylenu o dużym ciężarze molekularnym typu UHMWPE (Ultra-High Molecular Weight Polyethylene) i głowy endoprotezy. W tym celu posłużono si´ modelem numerycznym 2D oraz 3D łączącym metodą elementów skończonych (MES) oraz metod´ automatów komórkowych (CA), co pozwoliło na lepsze odwzorowanie złożonego kształtu powierzchni rozdzielających warstwy. W pracy przedstawiono wyniki w postaci mapy naprężeń w poszczególnych warstwach. Zaobserwowano również wpływ powłoki DLC na maksymalne wartości naprężeń w podłożu polietylenowym. Wyniki naprężeń porównano z modelami 2D wykonanymi za pomocą darmowej aplikacji generatora OOF2 oraz autorskiego generatora siatek elementów skończonych DMRmesh bazującego na rafinacji Delaunaya siatek MES.

EN

Materials for endoprosthesis should be characterized by high mechanical properties, abrasion resistance, and high biocompatibility. One way to meet these criteria is the application of techniques of the surface improvement of endoprosthesis elements by coating them with thin Diamond-Like Carbon (DLC) coatings. The aim of the present study was to determine the effect of the applied DLC coatings thickness on the value of stress in the contact area of acetabular cup made of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) and head of the endoprosthesis. For this purpose, a numerical model that combines 2D and 3D finite element method (FEM) and the method of cellular automata (CA) was used. This allows a better representation of complex surface shape of the inter-layer boundary. The paper presents the obtained results in the form of a map of stress drawn for layers. The effect of the applied DLC coating on the maximum stress values obtained in polyethylene substrate was also observed. The obtained stress results were compared with 2D numerical models made by using the freeware OOF2 application generator and copyright DMRmesh finite element mesh generator based on Delaunay refined mesh.

15

Modyfikacja powłok DLC metodą implantacji jonów srebra

Batory D., Gorzędowski J., Kołodziejczyk Ł., Szymański W.

Engineering of Biomaterials

|

2011

|

Vol. 14, no. 105

5-12

PL

Współcześnie wraz z rozwojem medycyny, w szczególności technik operacyjnych i zabiegów, następuje bardzo szybki postęp w dziedzinie biomateriałów. W dalszym ciągu istnieje potrzeba poszukiwania nowych materiałów o kontrolowanej biokompatybilności i określonych właściwościach użytkowych, które mogą poprawić komfort życia oraz przyśpieszyć proces leczenia pacjentów cierpiących m.in. na różnego rodzaju alergie. Nowoczesne technologie inżynierii powierzchni pozwalają na tworzenie nowych oraz modyfikowane już istniejących typów powłok, polepszając tym samym ich właściwości użytkowe oraz niejednokrotnie nadając nowe cechy, jak choćby właściwości antybakteryjne. Przykładem takiego materiału mogą być domieszkowane srebrem nanokompozytowe powłoki amorficznego węgla wytworzone na powierzchni stali AISI316LVM. Diamentopodobne powłoki węglowe wytworzono hybrydową metodą RFPACVD/MS (Radio Frequency Plasma Assisted Chemical Vapor Depostion /Magnetron Sputtering). Powłoki następnie domieszkowano jonami srebra metodą implantacji jonów. Tak otrzymane podłoża badano pod kątem składu chemicznego, morfologii i topografii powierzchni, kąta zwilżania oraz właściwości mechanicznych. Wyniki przeprowadzonych badań wskazują na znaczną poprawę wartości parametru H/E bez zmiany wyjściowej twardości powłoki węglowej oraz zmianę udziału składowej polarnej i dyspersyjnej swobodnej energii powierzchniowej przy zachowaniu hydrofilowych właściwości powłoki.

EN

Nowadays, the advances in medicine, in particular, surgical techniques, are followed by very vast grow of the biomaterials market. Thus, there is a tangible need for development of new materials with controlled bioactivity and certain useful properties that can improve the quality of life and the healing processes o fpatients suffering from various types of allergies. Modern technologies in surface engineering allow creation of new and modification of existing types of coatings, thereby improving their performance and often adding extra features, such as antibacterial properties. An example of such material may be nanocomposite silver doped carbon coating deposited on AISI 316LVMsteel. Diamond-like carbon coatings were prepared by hybrid RF PACVD/MS (Radio Frequency Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition / Magnetron Sputtering) deposition technique. Synthesized layers were subsequently doped with silver ions by means of the ion implantation method. Modified substrates were characterized in terms of chemical composition, morphology and surface topography, contact angle and mechanical properties. Results of this study show high value of H/E ratio for carbon and silver doped coatings and the evolution of the polar and dispersive component of surface free energy, while maintaining the hydrophilic properties of the coating.

16

Analytical microsystems for biomedical and environmental applications

Jaffrezic-Renault N., Errachid A.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2011

|

Vol. 31, no. 4

3-16

EN

Two types of analytical microsystems for the detection of species of interest in biomedical diagnosis and in environmental monitoring are specifically described in this paper. We describe a novel device that will measure whole blood concentration of D-dimer, a recognized biomarker of increased blood clotting activity and that will then offer opportunity to use the test in the point of care setting. The device combines innovation in antibody bio-engineering for high specificity immunoassay-based diagnostics and nano/micro engineered impedimetric analysis electrodes incorporating a biocompatible polymer substrate with development of a disposable microfluidic manifold, enabling diagnostics at the point-of-first-contact. The feasibility of a generic microsystem integrating a microfluidic system of concentration and a module of electrochemical detection is demonstrated for the four metals of the European directive (OCE 2000/GO/EC) for the quality of water resource: cadmium, mercury, lead and nickeI.

17

Analiza strukturalna i fazowa nanokompozytowych warstw a-C:H/Ti wytworzonych hybrydową metodą RF PACVD/MS

Batory D., Wilczek R., Szymański W., Cłapa M.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

856-859

PL

Praca dotyczy nanokompozytowych warstw a-C:H/Ti wytworzonych w procesie reaktywnego rozpylania magnetronowego, prowadzonego w obecności wyładowania wysokiej częstotliwości. Opracowana technologia zakłada zastosowanie tytanu jako materiału domieszki ze względu na jego wysokie powinowactwo chemiczne do węgla oraz bardzo dobre właściwości mechaniczne supertwardej ceramiki TiC. W wyniku procesu syntezy otrzymywane są nanoktystaliczne wydzielenia węglików TixCy, równomiernie rozmieszczone w amorficznej osnowie węglowej, których wielkość oraz skład chemiczny zależne są od warunków procesu nanoszenia. W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów syntezy na topografię powierzchni, skład fazowy oraz strukturę warstw nanokompozytowych, wytworzonych na podłożach krzemowych. Badania topografii powierzchni przeprowadzono za pomocą techniki mikroskopii sił atomowych (AFM). Niskokątowa dyfrakcja promieni Roentgena (XRD) wykorzystana została do analizy składu fazowego warstw, natomiast badania struktury oraz składu chemicznego przeprowadzono za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM).

EN

Presented work concerns a nanocomposite a-C:H/Ti layers deposited in reactive magnetron sputtering process conducted in the presence of radio frequency discharge. The technology assumes application of titanium as the additive material due to its high chemical affinity to carbon and very good mechanical properties of superhard TiC ceramics. As the result of the synthesis process nanocrystalline inclusions of TixCy carbides evenly distributed In amorphous carbon matrix. Size and chemical composition of obtained carbi- des depend on the process parameters. In this work the results of investigations of the influence of the synthesis parameters on the surface topography, chemical and phase composition as well as the structure of nanocomposite layers deposited onto silicon substrates are presented. Surface topography was determined using atomic force microscopy (AFM), low angle X-ray diffraction (XRD) was used to analyze the phase composition, whereas structure and chemical composition were characterized with use of transmission electron microscopy (TEM).

18

Surface potential distribution chart of DLC thin films

Lozovski T., Sakalauskas S., Dłużniewski M.

Karbo

|

2005

|

Nr 4

262-264

EN

Measuring system of the surface electric potential and its distribution is presented. The schematic instrument diagram is discussed. The surface potential distribution of thin carbon layers was investigated by the instrument. The relation of measured voltage with the sample physical parameters are discussed.

PL

Zaprezentowano ukiad do pomiaru powierzchniowego potencjału elektrycznego i jego rozkładu. Omówiono schemat przyrządu, za pomocą którego badano rozkład potencjału powierzchniowego cienkich warstw węglowych. Przedyskutowano związek zmierzonego napięcia z innymi fizycznymi parametrami próbki.

19

Diamond-like carbon and diamond films as source of electron emission

Staryga E., Znamirowski Z., Jarzyńska D., Fabisiak K., Banaszak A., Cłapa M.

Karbo

|

2005

|

Nr 4

244-251

EN

We investigated electron field emission from diamond-like carbon and diamond thin layers. DLC and diamond films were deposited onto Si substrate using Radio Frequency Chemical Vapour Deposition process and Hot Filament Chemical Vapour Deposition technique, respectively. The field emission characteristics were described using the Fowler-Nordheim model. To analyze the surface morphology Raman spectroscopy, Electron Spin Resonance (ESR) and Scanning Electron Microscopy (SEM) was used. We obtained well-defined Raman spectrum peak for diamond films at 1332 cm-1.The Raman spectrum, for DLC layers, showed asymmetric peak consist of D and G-band around 1550 cm-1. It indicate for existence of sp3 (diamond) and s2 (graphite) phase in these films. The field emission for DLC films was obtained at turn-on electric field between 70-90 V/μ while for diamond films in a range between 60-140 V/μ. It seems that changes of turn-on field values and emissive properties of thin carbon layers may be cause by different content graphite phase in carbon films.

PL

Przebadano elektronową emisje polową węgla diamentopodobnego(DLC) i cienkich warstw diamentowych. Charakterystyki emisji polowej zostały opisane w oparciu o model Fowlera-Nordheima. Do analizy morfologii powierzchni zastosowano spektroskopię Ramana, elektronowy rezonans spinowy (ESR) oraz skaningowa mikroskopie elektronowa (SEM). Otrzymano wyraźne widma Ramana dla cienkich warstw diamentowych z maksimum przy 1332 cm-1. Widmo Ramana dla warstw DLC przedstawia asymetryczne składoweDorazG(1550 cm-1). Ta ostatnia świadczy o istnieniu faz sp3 (diament) oraz sp2 (grafit) w tych warstwach. Emisja polowa dla warstw DLC uzyskana była przy ustalonym na 70-90 V/μ.m natężeniu pola elektrycznego, zaś dla warstw diamentowych w przedziale 60-140 V/μm. Pomiary wskazują, że zmiany wartości przyłożonego pola i właściwości emisyjnych cienkich warstw węgla mogą być wywołane różną zawartością fazy grafitowej w warstwach węglowych.

20

Emisja polowa z powierzchni warstw DLC naniesionych przy użyciu metody RFPCVD na podłoża krzemowe

Karczemska A., Jarzyńska D., Dłużniewski M., Staryga E.

Inżynieria Biomateriałów

|

2005

|

R. 8, nr 43-44

9--13

PL

Zbadano emisję polową elektronów dla cienkich warstw diamentopodobnych (DLC) poprzez pomiar prądu emisji w funkcji przyłożonego makroskopowego pola elektrycznego. Cienkie warstwy diamentopodobne naniesiono na różne podłoża krzemowe przy użyciu techniki RF PCVD. Charakterystyki prądu emisji od napięcia, dla warstw DLC, zmierzono przy użyciu techniki wykorzystującej sondę anodową. Analiza zarejestrowanych wartości prądu emisji elektronów od napięcia dla badanych heterostruktur DLC/Si wskazuje, że w porównaniu z płaskim podłożem Si, podłoże krzemowe zaopatrzone w stożki zwiększa wydajność emisji polowej z powierzchni warstw DLC naniesionych na te podłoża.

EN

The electron field-emission properties of diamond-like carbon (DLC) thin films were examined by measuring the field-emission current as a function of applied macroscopic electric field. The thin diamond-like carbon films were deposited on various silicon substrates by using a RF PCVD technique. The field-emission characteristics of DLC coatings were investigated using an anode probe technique. The analysis of the registered values of the electron emission current to the voltage for the examined hetherostructures DLC/Si indicates that in comparison with the flat Si substrate, the Si substrate with the pattern of cones contributes to the increase of the emission efficiency from the surface of DLC coatings deposited on theese substrates.