Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Investigations of CrN/TiO2 coatings obtained in a hybrid PVD/ALD method on Al-Si-Cu alloy substrate

Staszuk Marcin

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2023

|

Vol. 71, nr 2

art. no. e144622

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.

2

The influence of different types of carbon nanomaterial on the properties of coatings obtained by EPD process

Wedel-Grzenda A., Tran K., Frączek-Szczypta A.

Engineering of Biomaterials

|

2016

|

Vol. 19, no. 135

13--20

EN

The first part of research is concentrated on the examination of four kinds of carbon nanomaterials: graphene oxide (GO), multi-walled carbon nanotubes (MWCNT), multi-walled carbon nanotubes functionalized by authors in acids mixture (MWCNT-F) and multi-walled carbon nanotubes with hydroxyl groups (MWCNT-OH). Their microstructure was observed in transmission electron microscopy (TEM). Based on these microphotographs, the diameters of carbon nanotubes were measured. Then, in order to determine the chemical composition of GO, MWCNT-F and MWCNT-OH, X-ray photoelectron spectroscopy was applied. The second part of study concerns the properties of the coatings deposited electrophoretically on titanium surface from previously examined nanomaterials. The coatings from individual nanomaterials, as well as hybrid layers (combination of two kinds of nanomaterial: graphene oxide with one of the nanotubes’ type) were deposited. Microstructure of the coatings was evaluated with the use of scanning electron microscopy (SEM). Furthermore, surface properties, important while considering usage of these materials in biological applications: wettability and surface free energy were evaluated. These materials are meant for application in regeneration and stimulation of nerve cells. All the research carried out so far indicate the influence of nanotubes’ functionalization degree on the properties of their suspension, as well as the characteristics of the deposited coating. It also influences the interaction between two types of nanomaterials. Functionalization in strong acids introduces functional groups which change nanotubes’ dimensions, properties and behavior in solution.

3

Doświadczenia eksploatacyjne i rozwój technologii aktywnych chemicznie powłok hybrydowych zabezpieczających przed korozją w warunkach współspalania biomasy

Brzdękiewicz A., Chaberka M., Danielewski M., Gajerski R., Przerada I.

Energetyka

|

2014

|

nr 2

96--102

PL

W latach 2001-2012 opracowano technologię wytwarzania oraz nakładania na narażone na korozję powierzchnie komór spalania w kotłach energetycznych żaroodpornych powłok HybridMDx, HybridDGL i HybridBio. Są to kilkuwarstwowe, ceramiczno-metaliczne powłoki hybrydowe, nanoszone metodą malowania natryskowego i utwardzane termicznie. Zabezpieczają powierzchnię ekranów przed niskotlenową korozją płomieniową i/lub korozją w warunkach spalania biomasy oraz ograniczają powstawanie osadów na ekranach kotła. Wykonawcami eksperymentalnych i komercyjnych zastosowań tych powłok w elektrowniach i elektrociepłowniach w latach 2001-2013 były: Akademia Górniczo-Hutnicza, Remak-Rozruch Opole S.A. oraz Enter-Eko Sp.z.o.o. Prowadzone prace obejmowały zarówno aplikacje warsztatowe, jak i serwisowe. Wyniki badań laboratoryjnych i doświadczenia eksploatacyjne, wynikające z okresowego monitoringu zabezpieczonych powłokami hybrydowymi instalacji przemysłowych, pozwalają na ocenę mechanizmu ochrony przed korozją oraz zaproponowanie nowych rozwiązań prowadzących do zwiększenia atrakcyjności aktualnej oferty w zakresie technologii powłok z grupy Hybrid.

EN

During the period of 2001-2012 the technology of production and application of heat resistant coatings HybridMDx, HybridDGL and HybridBio on corrosion-endangered surfaces of coal fired boiler walls was developed. These are multilayer, metal-ceramic hybrid coatings applied by air spray method and then submitted to thermal treatment. The coatings protect water-wall tubes against low-oxygen flame corrosion and/or corrosion in biomass co-fired boilers and reduce the furring up. Akademia Górniczo-Hutnicza, Remak-Rozruch Opole SA and Enter-Eko Sp. z o.o. were the suppliers of these coatings for experimental and commercial applications in the years 2001-2013 and the carried out works comprised workshop and service applications. The results of laboratory tests and operational experience resulting from periodical monitoring of industrial installations protected by hybrid coatings allow the evaluation of the corrosion protection mechanism and suggest new solutions leading to improvement of the actual Hybrid coatings offer attractiveness.

4

Wysokotemperaturowa korozja stali zaworowych w warunkach szoków termicznych

Grzesik Z., Mrowiec S., Jurasz Z., Adamaszek K.

Ochrona przed Korozją

|

2010

|

nr 3

106-109

PL

Odporność metali na korozję wysokotemperaturową zależy w pierwszym rzędzie od własności ochronnych zgorzeliny oraz od jej przyczepności do podłoża. Przyczepność ta odgrywa szczególnie doniosłą rolę w warunkach wstrząsów cieplnych, podczas których w układzie zgorzelina-metal powstają naprężenia sprzyjające odpadaniu (odpryskiwaniu) warstwy zgorzeliny od podłoża. W związku z tym, podstawowym problemem w przypadku materiałów przeznaczonych do pracy w warunkach wstrząsów cieplnych jest zapewnienie możliwie dobrej przyczepności zgorzeliny do podłoża. Szczególnie drastyczne warunki występują podczas pracy zaworów wylotowych w silnikach spalinowych Diesla. Wśród materiałów stosowanych do wyrobu wspomnianych zaworów stosowane są tzw. stale zaworowe X33CrNiMn23-8 i X50CrMnNiNbN21-9. Stwierdza się jednak, że materiały te ulegają korozji, ograniczającej ich długotrwałe użytkowanie. W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki badań utleniania tych materiałów w warunkach wstrząsów cieplnych i wykazano, że o odporności na korozję wysokotemperaturową decyduje w pierwszym rzędzie zawartość chromu w badanych stalach. Mianowicie, stal X33CrNiMn23-8 o większej zawartości chromu, wykazuje znacznie lepszą odporność dzięki powstawaniu ochronnej warstwy tlenku chromu, Cr2O3, silnie związanej z podłożem. Na stali o niższej zawartości chromu natomiast, X50CrMnNiNbN21-9, powstaje zgorzelina heterofazowa o znacznie gorszej przyczepności. Wykazano również, że obie stale pokryte ochronną powłoką hybrydową wykazują doskonałą odporność w warunkach wstrząsów cieplnych.

EN

Most frequently utilized materials for the production of valves in Diesel engines are X33CrNiMn23-8 and X50CrMnNiNbN21-9 steels with different chromium concentration. These materials are working in very severe conditions, due to rather high temperatures [1173 K] and in particular due to sudden temperature changes, described in the literature as thermal shocks. The resistance of any material against high temperature corrosion results from the formation on its surface of the layer of corrosion products called scale. The scale protects effectively the material in that case only when it is compact and strongly adherent to the substrate. Under such conditions, namely, high thermal stresses are developed in the scale-substrate system due to different thermal expansion coefficients of both materials and consequently, during heating and cooling, cracking and spalling of the scale is observed. In the present paper the results of the oxidation kinetics of discussed valve materials, obtained under thermal shock conditions, are described. It has been shown that the corrosion resistance of both materials under investigation depends first of all on chromium concentration. The X33CrNiMn23-8 steel with higher chromium concentration shows, namely, much better corrosion resistance due to the formation of protective Cr2O3 scale with very good adherence. In the case of the second, X50CrMnNiNbN21-9 steel with lower chromium concentration, the scale is heterogeneous, showing much worse adherence to the substrate. It has been shown finally, that both steels covered with protective hybrid coating show excellent corrosion resistance under thermal shock conditions.

5

Przeciwzużyciowe warstwy azotkowe na stalach narzędziowych do pracy na gorąco

Dąbrowski M., Goszczycka M., Rutkowska A., Mania R.

Inżynieria Powierzchni

|

2006

|

nr 2

47-50

PL

W referacie przedstawiono wyniki badań przeciwzużyciowych warstw azotkowych w szczególności powłok hybrydowych (azotowanie dyfuzyjne + powłoka TiN) nakładanych na stale narzędziowe do pracy na gorąco. Badania miały na celu określenie możliwości zwiększenia trwałości form wtryskowych poprzez pokrycie ich powierzchni twardą, cienką powłoką przeciwzużyciową. Badania przeprowadzono na stalach stopowych do pracy na gorąco poddanych wcześniej obróbce cieplnej. Po nałożeniu przeciwzużyciowej warstwy zbadano odporność na zużycie badanych próbek i przeprowadzono badania metalograficzne, w celu określenia właściwości badanej warstwy. Uzyskane wyniki wskazują, że formy wtryskowe azotowane i azototytanowane, w porównaniu do form obrobionych cieplnie lub dodatkowo azotowanych czy też tylko z nałożoną powłoką TiN, charakteryzują się znacznie większą odpornością na zużycie.

EN

The experimental results of wear ability testing of nitride layers, in particular hybrid coatings (diffusion nitriding + TiN PVD coating) on hot work tool steels are presented in the paper. The research aim was the improvement of wear resistance by modification of surface layer and than by hard coating. The experiments were carried-out with hot work tool steels (samples and dies) which have been subjected to thermal treatment. The metallographic analysis and the abrasion resistance measurements were made. The obtained results prove that hybrid coatings show better wear resistance as compared to heat treated steel, heat treated and TiN coated or heat treated and diffusive nitrided steel.

6

Powłoki hybrydowe dziś i jutro

Danielewski M., Gil A., Wendler B., Żurek Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 6

439-441

PL

Powłoki hybrydowe charakteryzują się tym, że poszczególne ich składowe pełnią wyspecjalizowane, wzajemnie uzupełniające się funkcje. Rozwój współczesnych powłok hybrydowych ukierunkowany jest na tworzenie struktur o skali nanometrycznej i jest on w dużej mierze uzależniony od postępu technologicznego w zakresie wytwarzania układów wielowarstwowych. Omówione przykłady obrazują ewolucję w zakresie zmian strukturalnych w powłokach hybrydowych i wskazują na nieuchronność przejścia do następnego etapu, jakim jest tworzenie układów powłokowych w skali atomowej - "nanoscale engineering in coorosion".

EN

The each sub-layer of the hybrid coatings fulfils special and complementary function. The development of the modern hybrid coatings is focused on the production of the structures in nanometric scale. They further progress remarkably depends on the technology of the production of the multi-layered systems. The presented results describe the evolution of such hybrid coating systems. They indicate the inevitable transition to the next generation of the protective coatings systems based on the nanoscale engineering.

7

Rola wody, EBH i temperatury w preparatyce hybrydowych powłok otrzymywanych za pomocą metody zol-żel.

Głuszek J., Masalski J., Kucharczyk B., Golubski Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 5

355-358

PL

Za pomocą metody zol-żel wytworzono na stali chirurgicznej typu 316L powłoki nieorganiczno-organiczne wykorzystując tetraetoksysilan (TEOS) i eter bisglicydowy hydrochinonu (EBH). Wielowarstwowe powłoki otrzymywano metodą zanurzeniową z zoli zawierających różne ilości TEOS-u, wody, alkoholu etylowego i EBH. Stosowano dwie różne temperatury wypalania powłok. Dokonano elektrochemicznej oceny właściwości ochronnych powłok w roztworze Ringera za pomocą metody stałoprądowej. W oparciu o chrakterystyki polaryzacyjne dokonano oceny jakości powłok. Posłużono się arbitralnie wybranymi wielkościami i -750mv, E2mi A. Wyłoniono siedem najlepszych powłok i uszeregowano je (ranking) biorąc pod uwagę dodatkowy, trzeci parametr opór polaryzacyjny. W preparatyce zoli najbardziej odpowiednim stosunkiem molowym prekursora TEOS do wody jest stosunek 1:5. Właściwości ochronne powłok wypalanych w temperaturze 300 stopni Celsjusza przewyższają właściwości ochronne powłok wypalanych w temperaturze 250 stopni Celsjusza. Nie można jednoznacznie określić, jaki jest wpływ EBH zawartego w zolu na odporność korozyjną powłok (zbyt mała rozpuszczalność EBH w zolu). Małe zmiany w preparatyce często wywierają nieproporcjonalnie duży wpływ na jakość powłoki.

EN

The inorganic-organic coatings on the surgical 316L stainless steel have been synthesized by sol-gel techniques from TEOS and EBH. The multilayer dip coatings have been prepared from sols with different molar ratios of TEOS, water, ethanol and EBH. Coatings have been heated at two different temperatures. The electrochemical estimation by d.c. (direct connect) measurements of protective coatings in Ringer's solution is reported. Coatings performance has been compared using polarization characteristics. Two arbitrary chosen values were applied: i-750mv and E2mu A. The best seven coatings were selected and ranked with regard to the additional parameter - the polarization resistance. In preparation of sols the most appropriate molar TEOS - water ratio was 1:5. Heat treatment at 300 degrees centigrade lead to more remarkable improvements in corrosion resistance of coatings than that at 250 degrees centigrade. It is impossible to univocally determine the effect of EBH content in sol on corrosion resistance of coatings (poor dissolution of EBH in sol). Small changes in the preparation process can often have disproportionate effect on the quality of coating.