Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Tribological properties of a silicone-based composite with inorganic additives

Wierzbicka Natalia, Talar Rafał

Tribologia

|

2023

|

nr 4

79--90

EN

The paper presents the results of experimental studies, including tribological tests of silicone-based composites with additions of hexagonal boron nitride (hBN) and titanium (Ti). The tests were conducted on a Bruker UMT2 tribotester and using a pin-on-disk setup developed by the authors, without a lubricating medium, and they employed a steel ball made of 100Cr6 steel and a sample made of the composite. During the tests, the products were not removed from the contact area. The paper analyzes the influence of additives on the tribological properties of the composite, i.e., the coefficient of friction (COF) as a function of distance and the wear of the tested samples. In the case of samples containing hBN, the COF decreases with an increase in its content. After reaching a volumetric percentage concentration of 20%, it begins to stabilize with the increase in mass loss. The profiles of COF changes as a function of distance for samples with different additive contents are comparable. The self-lubricating properties of hBN have been confirmed. The addition of Ti reduces the COF value, which decreases with the increase in the Ti content. Samples with a mass percentage concentration exceeding 100% of the Ti content have a COF value equal to the initial value for silicone. Thecomposite containing hBN has a lower COF value than samples with the Ti addition, and the wear tracks on their surface are narrower and shallower. The article is published in connection with the Autumn Tribology School.

PL

W pracy zostały przedstawione wyniki badań doświadczalnych obejmujących testy tribologiczne kom pozytów na osnowie silikonowej z dodatkami heksagonalnego azotku boru (hBN) i tytanu (Ti). Badania przeprowadzono na tribotesterze Bruker UMT2 i stanowisku autorskim typu Pin-on-disk bez stosowania medium smarującego w skojarzeniu kulki stalowej wykonanej ze stali 100Cr6 i próbki wykonanej z kompozytu. W trakcie prowadzenia badań produkty nie były usuwane ze strefy ruchu. W pracy analizowano wpływ dodatków na właściwości tribologiczne kompozytu, tj. wyznaczono współczynnik tarcia (COF) w funkcji drogi oraz zużycie badanych próbek. W przypadku próbek zawierających hBN wartość COF maleje wraz ze wzrostem jego zawartości. Po osiągnięciu stężenia procentowego objętościowego o wartości 20% zaczyna się stabilizować wraz ze wzrostem ubytku masy. Przebiegi zmian COF w funkcji drogi dla próbek o różnej zawartości dodatku są porównywalne. Właściwości samosmarujące hBN zostały potwierdzone. Dodatek Ti powoduje obniżenie wartości COF, która maleje wraz ze wzrostem zawartości dodatku Ti. Próbki o stężeniu procentowym masowym przekraczającym 100% zawartości Ti posiadają wartość COF równą początkowej dla silikonu. Kompozyt zawierający hBN charakteryzuje się mniejszą wartością COF niż próbki z dodatkiem Ti, a ścieżki powstałe na ich powierzchni są węższe i płytsze. Artykuł publikowany w związku z Jesienną Szkołą Tribologiczną.

2

Effect of Hexagonal Boron Nitride with Different Particle Granulation on the Lubrication Properties of Mineral Oil With an Addition of Surfactants

Chodkiewicz Arkadiusz, Kałdoński Tadeusz

Tribologia

|

2023

|

nr 2

7--16

EN

This paper presents the results of tribological tests of lubricating compositions containing SN150 mineral oil as a base, an additive of solid lubricant in the form of hexagonal boron nitrides (h-BN) of various particle sizes (nano- and micro-) and surfactants: succinic acid imide and sodium di-2-ethylhexyl sulphosuccinate. Particular attention was paid to analysing the properties of hexagonal boron nitrides in the context of their effect on the tribological properties of the friction node under study. The effects of h-BN particle size, shape, specific surface area and porosity were considered. In addition, tests were carried out to check the surfactants' effect on the tested oil's hexagonal boron nitride sedimentation process. These tests confirmed the positive effect of succinic acid imide on maintaining a stable dispersion of h-BN particles in SN-150 mineral oil. Tribological tests were performed on a T-02 tribotester based on the PN-EN ISO 20623:2018-02 standard. The positive effect of hexagonal boron nitride on the lubricating properties of mixtures with SN150 mineral oil was established. In addition, hexagonal boron nitride, with a smaller particle size and a more developed porous structure, had a more favourable effect on improving the lubricity properties evaluated on the T-02 tribotester.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych kompozycji smarowych zawierających jako bazę olej mineralny SN150, dodatek smaru stałego w postaci heksagonalnych azotków boru (h-BN) o różnej granulacji cząstek (nano- i mikro-) oraz surfaktanty: imid kwasu bursztynowego oraz sól sodowa sulfobursztynianu di (2-etyloheksylu). Zwrócono szczególną uwagę na przeanalizowanie właściwości heksagonalnych azotków boru w kontekście oddziaływania na właściwości tribologiczne badanego węzła tarcia. Uwzględniono wpływ rozmiarów oraz kształtu cząstek h-BN, powierzchnię właściwą oraz porowatość. Dodatkowo wykonano testy sprawdzające wpływ surfaktantów na proces sedymentacji heksagonalnego azotku boru w badanym oleju. Testy te potwierdziły pozytywne działanie imidu kwasu bursztynowego na utrzymanie stabilnej dyspersji cząstek h-BN w oleju SN-150. Badania tribologiczne wykonano na tribotesterze T-02, opierając je na normie PN-EN ISO 20623:2018-02. Ustalono pozytywne działanie heksagonalnego azotku boru na właściwości smarnościowe mieszanin z olejem SN150. Ponadto heksagonalny azotek boru o mniejszej granulacji cząstek i bardziej rozbudowanej strukturze porowatej korzystniej wpływał na poprawę właściwości smarnościowych ocenianych na aparacie czterokulowym T-02.

3

Effect of ball milling on hexagonal boron nitride (hBN) and development of Al-hBN nanocomposites by powder metallurgy route

Ghosh Arka, Shukla Uddeshya, Sahoo Nityananda, Ganguly Sourav, Shrivastava Pankaj, Kumar Lailesh, Alam Syed Nasimul

Materials Science Poland

|

2023

|

Vol. 41, No. 1

68--93

EN

This study reports on the exfoliation of bulk hexagonal boron nitride (hBN) by high-energy ball milling and the development of Al-hBN (alumninum-hexagonal boron nitride) nanocomposites by the powder metallurgy (PM) route via the incorporation of the exfoliated hBN in the Al matrix as a nanoreinforcement. The effect of ball milling on the morphology, crystallite size, lattice strain, and thermal stability of hBN powder have also been reported in this paper. Commercially available bulk hBN was ball milled for up to 30 hours in a high-energy planetary ball mill in order to exfoliate the hBN. Although no new phases were formed during milling, which was confirmed by the XRD (x-ray powder diffraction) spectra, ball milling resulted in the attachment of functional groups like hydroxyl (OH) and amino (NH2) groups on the surface of the hBN, which was confirmed by FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) analysis. HRTEM (high resolution transmission electron microscopy) analysis confirmed the synthesis of hBN having few atomic layers of hBN stacked together after 20 hours of milling. After 20 hours of milling, the hBN particle size was reduced from ~1 μm to ~400 nm, while the crystallite size of the 20-hourmilled hBN powder was found to be ~18 nm. Milling resulted in a flake-like structure in the hBN. Although milling involved both exfoliation as well as reagglomeration of the hBN particles, a significant decrease in the diameter of the hBN particles and their thickness was observed after a long period of milling. The average thickness of the 20-hour-milled hBN flakes was found to be ~32.61 nm. HRTEM analysis showed that the hexagonal structure of the milled hBN powder was maintained. Al-based nanocomposites reinforced with 1%, 2%, 3%, and 5% by weight hBN were fabricated by PM route. The Al-hBN powder mixtures were cold-compacted and sintered at 550◦C for 2 hours in argon (Ar) atmosphere. The maximum relative density of ~94.11% was observed in the case of Al-3 wt.% hBN nanocomposite. Al-3 wt.% hBN nanocomposite also showed a significant improvement in hardness and wear resistance compared to the pure Al sample that was developed in a similar fashion. The maximum compressive strength of ~999 MPa was observed in the case of Al-3 wt.% hBN nanocomposite and was approximately twice that of the pure Al sample developed in a similar fashion.

4

Effect of hBN on Wear of AlCrN-Coated Spark Plasma - Sintered TiB2/Ti Composites at Temperatures up to 900°C

Łuszcz Maciej, Michalczewski Remigiusz, Kalbarczyk Marek, Osuch-Słomka Edyta, Molenda Jarosław, Liu Le, Antonov Maksim, Hussainova Irina

Tribologia

|

2022

|

nr 1

43--55

EN

In this work, hexagonal boron nitride powder was used for the lubrication of an interface of TiB2/Ti composite protected by an AlCrN coating and a ceramic Si3N4 ball. The wear behaviour of this tribo-pair in an oscillating motion was studied with an SRV tribotester at the temperature range from room temperature to 900 °C. The action of hexagonal boron nitride as a solid lubricant was analysed with the use of a 3D microscopy and energy-dispersive spectroscopy. The test results confirmed that under high-temperature conditions, the use of hexagonal boron nitride as a solid lubricant does not increase the wear resistance of the TiB2/Ti composite. The use of the AlCrN coating significantly reduces wear at the temperature up to 600 °C only, while the combined use of the AlCrN coating and hBN lubrication provides effective protection against wear even at the temperature up to 900 °C. Therefore, the synergy of the anti-wear action of the coating and the solid lubricant was proved.

PL

W niniejszej pracy wykorzystano heksagonalny azotek boru (hBN) jako smarującą międzywarstwę między podłożem kompozytowym z TiB2/Ti chronionym powłoką AlCrN a przeciwpróbką – kulką ceramiczną wykonaną z Si3N4. Testy tribologiczne wykonano z zastosowaniem stanowiska SRV. Zbadano zużycie ścierne w ruchu oscylacyjnym w zakresie od temperatury pokojowej do 900°C. Rola hBN jako stałego środka smarowego została zbadana z wykorzystaniem mikroskopii 3D oraz spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii. Wyniki przeprowadzonych badań potwierdziły, że w warunkach wysokich temperatur zastosowanie heksagonalnego azotku boru pełniącego funkcję smaru stałego nie powoduje zwiększenie odporności na zużycie kompozytu TiB2/Ti. Zastosowanie powłoki AlCrN powoduje znaczącą redukcję zużycia jedynie do temperatury 600°C, podczas gdy łączne zastosowanie powłoki AlCrN i smarowania hBN stanowi skuteczną ochronę przed zużyciem nawet do 900°C. Wykazano zatem synergię przeciwzużyciowego działania powłoki i smaru stałego.

5

Analysis of the Influence of Hexagonal Boron Nitride on Tribological Properties of Grease

Senyk Szymon, Kałdoński Tadeusz

Tribologia

|

2022

|

nr 3

101--112

EN

The article discusses the problem of using hexagonal boron nitride (h-BN) as a grease additive. The literature on the subject was analysed in terms of greases into which hexagonal boron nitride was added. Particular attention was paid to the nano h-BN, due to the topicality of this topic and the potential of nano-additives to lubricants noted in published scientific studies. It was found that in order to indicate the regularities describing the tribological interaction of hexagonal boron nitride, detailed studies and an analysis of its properties are required. The important factors determining the application of this additive include particle size distribution, morphology, specific surface area, and porosity. The mentioned properties were determined for four samples of hexagonal boron nitride, which were also objects of tribological experiments. For this purpose, a scanning electron microscope (SEM) and XRD method were used, and low-temperature adsorption isotherms were determined. The research on the influence of h-BN on the lubricity properties of lithium grease was carried out on a four-ball apparatus. Possible mechanisms of interaction of different types of h-BN in the friction zone were identified using the information collected on their important properties. Based on the results of the research, it was found that the use of nano h-BN in the discussed context seems promising.

PL

W artykule podjęto problematykę zastosowania heksagonalnego azotku boru (h-BN) jako dodatku do smarów plastycznych. Przeprowadzono analizę literatury tematu pod kątem smarów plastycznych, do których wprowadzano heksagonalny azotek boru. Szczególną uwagę zwrócono na nanodmianę h-BN, z uwagi na aktualność tej tematyki i odnotowywany w opublikowanych badaniach naukowych potencjał nanododatków do środków smarnych. Stwierdzono, że aby wskazać prawidłowości opisujące tribologiczne oddziaływanie heksagonalnego azotku boru wymagane są szczegółowe badania i analiza jego właściwości. Do istotnych czynników determinujących opisywane zastosowanie tego dodatku zaliczono: rozkład rozmiarów jego cząstek, ich morfologię, powierzchnię właściwą, a także porowatość. Wymienione właściwości określono dla czterech próbek heksagonalnego azotku boru, które były jednocześnie obiektami eksperymentów tribologicznych. Wykorzystano w tym celu skaningowy mikroskop elektronowy (SEM), metodę dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) oraz wyznaczono niskotemperaturowe izotermy adsorpcji. Badania wpływu h-BN na właściwości smarnościowe litowego smaru plastycznego przeprowadzono na aparacie czterokulowym. Zidentyfikowano możliwe mechanizmy oddziaływania różnych typów h-BN w strefie tarcia, wykorzystując przy tym zgromadzone informacje dotyczące ich istotnych właściwości. Na podstawie wyników przeprowadzonych badań stwierdzono, że zastosowanie nano h-BN w omawianym kontekście wydaje się perspektywiczne.

6

Właściwości tribologiczne smarów plastycznych zawierających tlenek grafenu lub heksagonalny azotek boru

Dąbrowski Igor Jakub, Gocman Krzysztof, Kałdoński Tadeusz

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2019

|

Vol. 68, nr 3

65--93

PL

Celem publikacji jest przedstawienie wyników badań bazy smaru plastycznego o klasie konsystencji 2 według klasyfikacji NLGI uszlachetnionej różnymi stężeniami tlenku grafenu GO, wyprodukowanego przez Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie, lub heksagonalnego azotku boru h-BN, wytworzonego w Wojskowej Akademii Technicznej. W pierwszej części publikacji przedstawiono podstawowe wiadomości na temat grafenu oraz jego zastosowań, w szczególności w zakresie tribologii. W drugiej części artykułu zaprezentowano wyniki badań właściwości tribologicznych próbek uszlachetnionych tlenkiem grafenu lub heksagonalnym azotkiem boru w ilościach: 0,05%, 0,1%, 0,5%, 1% i 2% masy. Ponadto oceniono właściwości tribologiczne tzw. „pasty grafenowej”, wykonanej z płatkowego tlenku grafenu rozpuszczonego w wodzie. Pomiary zrealizowano przy wykorzystaniu aparatu czterokulowego T-02 i uniwersalnego mikronanotestera UNMT w Zakładzie Tribologii, Inżynierii Powierzchni i Logistyki Płynów Eksploatacyjnych Wydziału Mechanicznego Wojskowej Akademii Technicznej. Otrzymane wyniki wykazały korzystny wpływ wprowadzania do bazowego smaru plastycznego dodatków w postaci tlenku grafenu lub heksagonalnego azotku boru na jego właściwości tribologiczne. Tzw. „wodna pasta” z tlenku grafenu GO okazała się tak samo skuteczna jak smar plastyczny zawierający znaczną koncentrację GO (1% lub 2% m/m).

EN

The purpose of this paper is to present the results of research of tribological behavior of basic greases (of 2. NLGI class) including different mass concentration concentration (0.05%, 0.1%, 0.2%, 0.5%, 1%, 2%) of additives: graphene oxide (produced by the Institute of Electronic Materials Technology, Warsaw) and hexagonal boron nitride (produced by the Military University of Technology, Warsaw). In the first part of this publication there is elementary information about graphene and its applications, especially in tribological field. The next part of the paper contains the results of research on the mentioned above samples, which were investigated with four-ball apparatus T-02 and Universal Micro/Nano Tester UNMT (CETR, CA, USA), at the Department of Tribology and Service Fluids Logistics at the Faculty of Mechanical Engineering, Military University of Technology. The results proved a positive effect of adding graphene oxide or hexagonal boron nitride to basic grease on its tribological properties. In case of “water dispersion of graphene oxide”, its tribological properties were similar to the samples including significant concentration of GO.

7

Badania właściwości tribologicznych oleju zawierającego tlenek grafenu lub heksagonalny azotek boru

Nogas Patrycja Magdalena, Gocman Krzysztof, Kałdoński Tadeusz

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2019

|

Vol. 68, nr 4

29--55

PL

Celem tej publikacji jest przedstawienie wyników badań bazy olejowej SN-650 z różnymi stężeniami tlenku grafenu (GO), zredukowanego tlenku grafenu (rGO) wyprodukowanych przez Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie oraz heksagonalnego azotku boru (h-BN) wytwarzanego według technologii opracowanej w Wojskowej Akademii Technicznej. W pierwszej części pracy przedstawiono podstawowe wiadomości na temat grafenu i tlenku grafenu oraz możliwości ich zastosowania, w szczególności w dziedzinie tribologii. W drugiej części publikacji zaprezentowano wyniki badań właściwości smarnościowych próbek z dodatkiem 0,05%, 0,1%, 0,5%, 1% i 2% masy tlenku grafenu, zredukowanego tlenku grafenu oraz heksagonalnego azotku boru. Pomiary zrealizowano przy wykorzystaniu uniwersalnego nanomikrotestera UNMT oraz aparatu czterokulowego T-02, w Zakładzie Tribologii, Inżynierii Powierzchni i Logistyki Płynów Eksploatacyjnych (od 1.10.2019 r. Zakład Materiałów Pędnych i Smarów) Wydziału Mechanicznego (od 1.10.2019 r. Wydział Inżynierii Mechanicznej) Wojskowej Akademii Technicznej. Otrzymane wyniki wykazały korzystny wpływ wprowadzania do bazy olejowej SN-650 dodatków w postaci tlenku grafenu lub heksagonalnego azotku boru na właściwości tribologiczne oleju.

EN

The aim of this publication is to present the results of studies on the SN-650 oil base with various concentrations of graphene oxide (GO), reduced graphene oxide (rGO) produced by the Institute of Electronic Materials Technology in Warsaw and hexagonal boron nitride (h-BN) produced according to the technology developed at the Military University of Technology. The first part of the publication presents basic information about graphene oxide and the possibilities of its use, in particular in the field of tribology. The second part of the publication presents the results of tests of lubricity properties of the samples with the addition of 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1% and 2% of graphene oxide, reduced graphene oxide or hexagonal boron nitride. The measurements were carried out using the UNMT universal nano/microtester tester and the T-02 four-ball device, at the Department of Tribology, Surface Engineering and Logistics of Service Fluids, which is a part of the Institute of Mechanical Vehicles and Transport of the Mechanical Faculty of the Military University of Technology. The obtained results have demonstrated the beneficial effect of introducing additions in the form of graphene oxide or hexagonal boron nitride onto the tribological properties of the oil base.

8

Wetting behavior of Si-13.5B alloy on polycrystalline h-BN-based substrates

Polkowski W., Sobczak N., Nowak R., Kudyba A., Bruzda G., Polkowska A., Homa M., Turalska P., Shuleshova O., Kaban I.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2017

|

Vol. 57, no. 4

321--326

EN

In this work, for the first time the results of an experimental evaluation of the high temperature behavior of molten Si-B alloy in contact with refractory materials at temperatures up to 1750°C, under static argon atmosphere (p = 850– 900 mbar), is shown. The material investigated, having a nominal chemical composition of Si-13.5B (at. %), was fabricated by using the crucible-less electric arc-melting process assisted by the levitation drop method. The wettability of the molten alloy in contact with commercial hexagonal boron nitride (h-BN) substrates was evaluated by means of especially developed sessile drop technique combined with a contact heating procedure. It was found that both couples show a lack of wettability in the whole tested temperature range (the measured contact angle was θ > 130°). The more stable behavior in contact with molten Si-13.B alloy, evidenced by higher θ values and a lack of drop vibration during the high temperature exposition, was observed for the h-BN based composite substrate.

9

Zmiany fazowe, strukturalne i mikrostrukturalne tworzyw Al2O3–hBN

Rutkowski P., Metryka A., Górny G., Stobierski L., Zientara D., Bućko M. M.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 2

428-433

PL

Prezentowanie badania dotyczą tworzyw opartych na mikroproszku tlenku glinu, stosowanych jako materiał na ostrza narzędzi do obróbki z wysokimi prędkościami skrawania. W badaniach wykorzystano heksagonalny azotek boru jako modyfikator w celu poprawienia właściwości cieplnych oraz obniżenia współczynnika tarcia. Dodatek azotku boru wprowadzany był do badanego układu w ilościach 0,5, 1, 2, 5, 10, 20 i 30 % objętościowych. W prezentowanej pracy przedstawiono metodę otrzymywania prasowanych na gorąco tworzyw Al2O3-hBN. Przeprowadzona została analiza strukturalna (metoda Rietvelda) i fazowa (XRD) badanych spieków. Zobrazowano również zmiany mikrostrukturalne badanych materiałów w funkcji stężenia modyfikatora. Przedstawione badania zostały wykonane w ramach projektu "Spiekane materiały narzędziowe przeznaczone na ostrza narzędzi do obróbki z wysokimi prędkościami skrawania" nr POIG.01.03.01-12-024/08.

EN

The presented studies concern materials based on alumina micropowder assigned for high speed cutting tools. Hexagonal boron nitride was used as a modificator, aiming to improve thermal properties and to decrease the friction coefficient. The boron nitride additive was 0.5, 1, 2, 5, 10, 20 and 30 vol.%. The methodology of obtaining the hot pressed Al2O3–hBN materials was shown. The structural and phase analyses based on Rietveld refinement of X-ray diffraction patterns were carried out. The changes in microstructure of the studied materials as a function of the modificator content are described. The presented studies were carried out within the confines of the project "Spiekane materiały narzędziowe przeznaczone na ostrza narzędzi do obróbki z wysokimi prędkościami skrawania" nr POIG.01.03.01-12-024/08.

10

Właściwości mechaniczne i użytkowe tworzyw Al2O3 modyfikowanych heksagonalnym azotkiem boru

Górny G., Stobierski L., Rutkowski P., Metryka A., Rączka M.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 2

424-427

PL

Niniejsza praca skupia się na samosmarujących tworzywach bazujących na nanometrycznym tlenku glinu. W badaniach wykorzystano heksagonalny azotek boru jako fazę mającą na celu obniżenie współczynnika tarcia materiałów przeznaczonych na ostrza skrawające. Modyfikator wprowadzano do układu w ilościach 0,5, 1, 2, 5, 10, 20 oraz 30 % obj. Przedstawiono metodykę otrzymywania tworzyw z układu Al2O3–hBN. W pracy przeprowadzono badania wpływu dodatku azotku boru na właściwości mechaniczne takie jak twardość, wytrzymałość na zginanie, odporność na kruche pękanie, moduł Younga i liczba Poissona. Przedstawione badania zostały wykonane w ramach projektu "Spiekane materiały narzędziowe przeznaczone na ostrza narzędzi do obróbki z wysokimi prędkościami skrawania" nr POIG.01.03.01-12-024/08.

EN

The work focuses on self-lubricating materials based on nanometric alumina. Hexagonal boron nitride was used in the study as a phase aiming to decrease a friction coefficient of the materials for cutting tools. The modificator was incorporated to the system in the amount of 0.5, 1, 2, 5, 10, 20 and 30 vol.%. A preparation method of materials in the Al2O3–hBN system is described. The studies on effects of boron nitride additive and preparation conditions on such mechanical properties as hardness, fracture toughness, Young’s modulus and Poisson’s ratio were shown. The presented studies were carried out within the confines of the project "Spiekane materiały narzędziowe przeznaczone na ostrza narzędzi do obróbki z wysokimi prędkościami skrawania" nr POIG.01.03.01-12-024/08.

11

Boron nitride/titanium nitride laminar lubricating coating deposited by pulsed laser ablation on polymer surface

Kosydar R., Bonarski J.T., Kot M., Zimowski S., Ferraris M., Salvo M., Major B.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2008

|

Vol. 56, nr 3

217-221

EN

Pulsed laser deposition technique was applied for covering elastic cast-polyurethane membranes with titanium nitride and boron nitride layers. The deposition process was realized using a Nd:YAG laser with Qswitch in stages; firstly the membranes were coated with ultrathin titanium nitride layer (TixN) by evaporation of a metallic titanium disk in nitrogen gas atmosphere and then a layer of boron nitride (BN) was deposited by ablation of hexagonal h-BN target in argon atmosphere. The surface morphology was observed by scanning electron microscopy. Chemical composition was analyzed by energy dispersive X-ray spectrometry. The phase analysis was performed by means of grazing incidence X-ray diffraction and attenuated total reflection infrared spectroscopy. The crystallographic texture was measured. The wear test was performed by pin-on-disk method. Hexagonal boron nitride layers with (0001)[uvtw] texture with flake-like grains were fabricated. The structure and texture of boron nitride was identical irrespectively of substrate roughness or BN thickness. Pin-on-disk wear tests showed that the coatings effectively decreased the friction coefficient from two to even four times comparing to pure polyurethane and polyurethane covered with graphite. This proved that deposited layers can replace graphite as a lubricating material used to protect polymer surfaces.

12

The Enthalpy of Formation of Hexagonal Boron Nitride

Tomaszkiewicz I.

Polish Journal of Chemistry

|

2002

|

Vol. 76 / nr 6

891-899

EN

The energies of combustion in fluorine of three specimens of hexagonal boron nitride with different degree of ideal crystalline structure have been measured in a twocompartment calorimetric bomb at 298.15 K according to reaction: BN(cr) + 3/2F2(g) = BF3(g) + 1/2N2(g), and new standard molar enthalpies of formation f m H0 have been calculated and used to rank the samples in order of stability: f m H0 = -(245.8š1.1) kJ/mol for turbostratic sample, that deviates most from the crystalline structure; f m H0 = -(248.5š0.9) kJ/mol for the sample with an interlayer spacing that is only about 0.5% larger than the ideal crystalline h-BN; and f m H0 = -(250.8š1.2) kJ/mol for crystalline h-BN.