Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Change in the surface structure and the oxide layer of the Ti6Al4V ELI alloy as a result of mechanical and heat treatment

Szota Michał

Inżynieria Bezpieczeństwa Obiektów Antropogenicznych

|

2021

|

Nr 2

12--21

EN

Surface treatment, both mechanical, chemical and thermal causes a number of changes to the external structure of meterial details. The obtained properties are intended to improve the quality of material details made of a given alloy or pure metal. This paper presents the results of mechanical surface treatment to the thickness of the oxide layer after heat treatment of the TU6Al14V ELI alloy. The experiments were performed for a rod with a diameter of 5 mm cut into semicircular slices. The samples were mechanically activated by mechanical treatment of the surface: sandblasting with glass balls for 5 minutes, sanded with 40, 180, 220 and 800 grit sandpaper for 7.5 and 15 minutes. Using an optical microscope, the microstructure of the samples etched with Kroll's solution was assessed and the surface roughness parameters were measured. The next step was to carry out the heat treatment (at the temperature of 550 oC, for 5 hours), and then the roughness parameters and the thickness of the oxide layer were measured using a scanning microscope. The conducted research has shown that mechanical treatment of the surface resulting in an increase in surface development causes an increase in the thickness of the oxide layer formed during heat treatment. However, machining to reduce surface development, such as polishing, reduces the thickness of the oxide layer. The test results can be used to obtain the desired thickness of the oxide layer in the production of elements requiring increased resistance to wear or corrosion.

2

The possibility to control the thickness of the oxide layer on the titanium Grade 2 by mechanical activation and heat treatment

Szota M., Łukaszewicz A., Machnik K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2020

|

Vol. 100, nr 2

70--77

EN

Purpose: The paper presents the results of microstructure, surface development and thickness of the oxide layer on the pure titanium Grade 2 after mechanical activation and heat treatment (550°C/5h). Design/methodology/approach: Studies show that it is possible to control the thickness of the oxide layer by using different materials to change the roughness of surface - mechanical activation before heat treatment. After mechanical activation and heat treatment, the results of the thickness of the oxide layer as well as a level of surface development were obtained, presented and discussed. Findings: The conducted research have proved that mechanical activation of the surface which cause increase of surface development results in greater thickness of oxide layer which is formed during heat treatment. Nevertheless mechanical activation that results in decrease of surface development, such as polishing, results in decrease of oxide layer thickness. Research limitations/implications: The conducted research have showed up that mechanical activation of the surface which cause increase of surface development results in greater thickness of oxide layer which is formed during heat treatment. Nevertheless, mechanical activation that results in decrease of surface development, such as polishing, results in decrease of oxide layer thickness. Practical implications: are possible using similar method for passivation titanium alloys for medical application. Originality/value: The paper presents the possibility of using mechanical preactivation of surface before heat treatment passivation.

3

Modification of the T-17 tester holder to enable tribological tests to be carried out in a roller-plate couple

Bara M.

Tribologia

|

2018

|

nr 4

5--12

EN

The aim of this paper is to propose a solution that will make it possible to perform tribological tests of materials intended for rolling elements (e.g., rollers) interacting with a flat surface (e.g., sliding door guide). Tribological tests were carried out on a T-17 test stand, which was equipped with a holder that made it possible to perform tests in the roller-plate couple. The paper presents the results of tribological tests of a typical polymer PA 6 used in sliding door systems interacting with anodised and non-anodised aluminium alloys. The analysis of the tribological tests was supplemented by stereometric studies. The studies showed the possibility of performing tests for the roller-plate couple with the use of a T-17 test stand. The influence of the modification of the aluminium alloy surface (material of the sliding door guide) on tribological properties of the examined friction node was also shown.

PL

Celem artykułu jest zaproponowanie rozwiązania dającego możliwość przeprowadzania testów tribologicznych materiałów przeznaczonych na elementy toczne (np. rolki) współpracujące z powierzchnią płaską (np. prowadnicą drzwi przesuwnych). Badania tribologiczne zostały przeprowadzone na stanowisku badawczym T-17, które wyposażono w uchwyt umożliwiający przeprowadzenie testów w skojarzeniu typu rolka–płytka. W pracy zostały przedstawione rezultaty badań tribologicznych typowego polimeru PA 6 mającego zastosowanie w systemach drzwi przesuwnych w skojarzeniu z anodowanym i nieanodowanym stopem aluminium. Analiza testów tribologicznych została uzupełniona badaniami stereometrycznymi. Badania wykazały możliwość przeprowadzania testów dla skojarzenia typu rolka–płytka z użyciem stanowiska badawczego T-17. Wykazano również wpływ modyfikacji powierzchni stopu aluminium (materiału prowadnicy drzwi przesuwnych) na właściwości tribologiczne badanego węzła tarcia.

4

Evaluation of high-temperature corrosion on 13CrMo4-5 steel operated in the power industry

Gwoździk M.

Technical Sciences / University of Warmia and Mazury in Olsztyn

|

2018

|

nr 21(4)

335--343

EN

The paper presents results of studies of steel and the oxide layer formed during a long-term operation (t=130,000h) on 13CrMo4-5 steel at an elevated temperature (T=455°C). The oxide layer was studied on a surface and a cross-section at the inner site of the pipe (in the flowing medium – steam side). The paper contains results of studies such as: light microscopy, scanning electron microscopy, X-ray phase analysis.

5

Changes of crystallite sizes in the oxide layer forming during long-term operation of 10CrMo9-10 steel

Gwoździk M.

Technical Sciences / University of Warmia and Mazury in Olsztyn

|

2017

|

nr 20(3)

289--296

EN

The paper contains results of the studies on X-ray diffraction analysis XRD (studying the phase composition, crystallite sizes) of oxide layers on 10CrMo9-10 steel, operated for a long time at an elevated temperature (T = 525°C, t = 200,000 h). The oxide layer was studied on a surface and a cross-section at the outer on the inlet both on the fire and counter-fire side of the tube wall surface. X-ray studies were carried out on the outer surface of a tube, and then the layer surface was polished down and the diffraction measurements were performed again to determine crystallite size in oxide layers. Based on the width and the position of the main coat and substrate reflections, the size of the crystallites was determined using the Scherrer formula.

6

High-temperature Oxidation Behavior and Kinetics of Forged 12Cr-MoVW Steel

Kim Y. H., Oak J.-J., Bae K.-C., Lee W-J., Park Y. H.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 2B

1099--1104

EN

The oxidation kinetics of forged 12Cr-MoVW steel was investigated in an air (N2+O2) atmosphere at 873-1073 K (Δ50 K) using thermogravimetric analysis. The oxidized samples were characterized using X-ray diffraction, and the surface and cross-sectional morphologies were examined using scanning electron microscopy coupled with energy-dispersive X-ray spectroscopy. The forged 12Cr-MoVW steel samples exhibited parabolic behavior and a low oxidation rate compared with their as-cast counterparts. A protective oxide layer was uniformly formed at relatively low temperature (≤973 K) for the forged samples, which thus exhibited better oxidation resistance than the as-cast ones. These oxides are considered solid-solution compounds such as (Fe, Cr)2O3.

7

Structure studies of porous oxide layers formed on 13CrMo4-5 steels long-term operated in the power industry

Gwoździk M.

Technical Sciences / University of Warmia and Mazury in Olsztyn

|

2016

|

nr 19(3)

257--266

EN

The paper contains results of studies on the formation of oxide layers on 13CrMo4-5 steel long-term operated at an elevated temperature. The material studied comprised specimens of 13CrMo4-5 steel operated at the temperature of 455oC during 130,000 hours (steel 1) and 540oC during 120,000 hours (steel 2). The oxide layer was studied on a surface and a cross-section at the outer surface of the tube wall. The paper contains results of studies of porosity in the oxide layer. The oxide layer formed on the studied steel 1 is ~146 μm thick, while on the steel 2 ~248 μm. It has been found that steel 2 has higher porosity.

8

AC impedance study of the corrosion resistance of the passivated Ti15Mo implant alloy in physiological saline solution

Szklarska M., Łosiewicz B., Dercz G., Stróż D.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 6

317--321

EN

The object of this work was the self-passivated Ti–15 wt % Mo implant alloy subjected to anodic oxidation in 1 M acetic acid aqueous solution at 5 V for 1 h. In order to thicken the oxide film a superior biocompatibility and corrosion resistance of the anodized implant was achieved. Surface of the tested alloy before and after anodizing was characterized using X-ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and profilometry. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements revealed a passive behaviour of the alloy under the experimental conditions. The bilayer oxide film consists of a porous outer layer (6.7±1.0 nm) and a thin, solid inner-barrier layer (1.4±0.3 nm). The obtained film is three times thicker than the oxide layer formed by self-passivation. The electrochemical studies in physiological saline solution (PSS) at 37°C showed that the anodic oxidation improved the corrosion resistance of the Ti15Mo alloy. No pitting corrosion was detected in anodic polarization measurements up to 9.5 V due to the presence of the barrier oxide layer on the alloy surface and phase composition of the examined alloy which contained only β-Ti phase.

PL

W ostatnich latach tytan oraz jego stopy ze względu na bardzo dobre właściwości mechaniczne, dużą biozgodność oraz dobrą odpornością korozyjną zyskują coraz większą popularność jako biomateriały do zastosowań w medycynie. Wśród nich można wyróżnić stop Ti15Mo, w którym alergenne i kancerogenne pierwiastki takie jak Ni, Al czy V zostały zastąpione przez biozgodny molibden. Dodatek stopowy w postaci Mo zwiększa odporność korozyjną, jednocześnie redukując moduł Younga. Stop Ti15Mo dużą odporność na korozję zawdzięcza obecnej na powierzchni stabilnej warstwie tlenkowej, która tworzy się samoistnie w wyniku kontaktu z powietrzem atmosferycznym. W celu polepszenia odporności korozyjnej stopu, a tym samym jego biokompatybilności, próbki Ti15Mo poddano pasywacji w 1 M roztworze kwasu octowego. Do określenia zachowania korozyjnego badanego materiału w środowisku biologicznym wykorzystano metodę elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (ESI).

9

The Defects of Oxide Layers Formed on 10CrMo9-10 Steel Operated for 200,000 Hours at an Elevated Temperature

Gwoździk M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 2B

987--992

EN

The paper contains results of studies into the formation of oxide layers on 10CrMo9-10 (10H2M) steel long-term operated at an elevated temperature (T = 545°C, t = 200,000h). The oxide layer was studied on a surface and a cross-section at the inner and outer surface of the tube wall on the outlet both on the fire and counter-fire side of the tube wall surface. The obtained results of research have shown a higher degree of degradation, both of the steel itself and oxide layers, on the fire side. In addition, it has been shown that on the outside tube wall, apart from iron oxides, there are also deposits composed mainly of Al2SiO5.

10

Badania warstw tlenkowych na powierzchni miedzi metodą redukcji katodowej pod kątem antybakteryjnych powierzchni dotykowych

Walkowicz M., Osuch P., Smyrak B., Mamala A., Knych T., Rudnik E.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 12

809--813

PL

W artykule przedstawiono przegląd literatury oraz wyniki badań własnych warstw tlenkowych wytworzonych na powierzchni miedzi. Warstewki tlenkowe o różnych grubościach otrzymywano w trakcie obróbki cieplnej miedzi w zakresie temperatury 200÷600 °C oraz stosując czasy wygrzewania 1÷60 min. Grubość warstewek tlenkowych określono metodą redukcji katodowej (pomiary kulometryczne). Zarejestrowane krzywe zależności potencjału katody od czasu redukcji tlenków miedzi pozwoliły na ilościowe oznaczenie udziałów tlenków CuO i Cu2O w wytworzonych warstwach oraz obliczenie grubości warstw produktów korozji powstałych na powierzchni miedzi. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że poprzez odpowiedni dobór warunków utleniania można wytworzyć na powierzchni miedzi warstewki tlenkowe o żądanej grubości.

EN

The paper presents a literature review and results of cathodic reduction of oxide layers formed on copper surface. Oxide layers of various thicknesses were produced on copper surface using a heat treatment at temperatures from the range of 200÷600 °C and for 1÷60 min. Thickness of the layers was determined using a cathodic reduction method. Cathode potential- reduction time curves for oxidized copper samples enabled quantitative determination of CuO and Cu2O contribution in the corrosion layers formed on the copper surface and calculation of the corrosion products’ thickness created on this surface. It has been concluded that appropriate selection of oxidation conditions enables formation of oxide layers on a copper surface with desirable thickness.

11

Wpływ odkształceń utlenionych elektrolitycznie taśm aluminiowych na właściwości elektryczne powłok tlenkowych

Posmyk A., Bąk Ł., Haniszewski T.

Inżynieria Powierzchni

|

2015

|

nr 1

62--67

PL

W artykule przedstawiono wpływ odkształceń utlenionych elektrolitycznie taśm aluminiowych na właściwości izolacyjne warstw tlenkowych stosowanych jako izolator uzwojeń elektromagnesów i transformatorów. Opisano wyniki badań wpływu zginania na napięcie przebicia anodowych powłok tlenkowych wytworzonych na taśmach aluminiowych (Al99,5). Do pomiaru napięcia przebicia wykorzystano elektrody o polu powierzchni 10 cm2 skonstruowane w taki sposób, żeby powodowały odkształcenie taśmy aluminiowej z tlenkiem na jej powierzchni o określoną wartość kąta 30, 60 i 90 stopni. Dzięki parze elektrod dopasowanych kształtem do siebie i równoczesnym pomiarom po dwóch stronach próbki określono zależność napięcia przebicia od kąta ugięcia taśmy po odkształceniu od strony naprężeń rozciągających i ściskających. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że ugięcie o kąt 30 stopni powoduje spadek napięcia przebicia do 7% porównywalny z niedokładnością metody pomiarowej, o kąt 60 stopni ‒ spadek do 26% i o kąt 90 stopni ‒ spadek do 27%.

EN

The paper presents the influence of electrolytic oxide layer strains, used as insulator on electromagnet and transformers coils, on their insulating properties. The influence of bending of oxide layer produced on aluminium (Al99,5) strips on their breakdown voltage have been investigated. For breakdown voltage measuring electrodes with contact area S = 10 cm2 have been used. The electrode’s contact surfaces have been so formed that they caused deformation of oxidized strip at 30, 60 and 90 degrees. Through the two of electrodes having fitted contact surfaces and collaterally measurement from both sides of oxidized strip, have been determined the dependence between breakdown voltage and bending angle for the compressed and extended side of oxide layer. The results of carried out investigations have shoved that the bending with angle lover then 30 degrees causes a decreasing of breakdown voltage up to 7% equal to the inaccuracy of measuring method. Bending with angle 60 degrees causes decreasing of breakdown voltage up to 26% and with angle 90 degrees up to 27%.

12

Characterization Of Oxide Layers Produced On The AISI 321 Stainless Steel After Annealing

Bochnowski W., Dziedzic A., Adamiak S., Berchenko M., Trzyna M., Cebulski J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3

2327--2334

EN

In this study, the structure, chemical composition and topography of oxide layers produced on the surface of the AISI 321 austenitic steel in the annealing process were analyzed. Heat treatment was done at 980°C temperature for 1 hour time in different conditions. The annealing was done in a ceramic furnace in oxidation atmosphere and in vacuum furnaces with cylindrical molybdenum and graphite chambers. The analysis was carried out using the following methods: a scanning electron microscope (SEM) equipped with an energy-dispersive X-ray spectrometer (EDX), a transmission electron microscope (TEM) equipped with an energy-dispersive X-ray spectrometer (EDX), an X-ray diffractometer (XRD), a secondary ion mass spectrometer with time-of-flight mass analyzer (TOF SIMS) and an atomic force microscope (AFM). The oxide layer formed during annealing of the AISI 321 steel at 980°C consisted of sub-layers, diversified in the chemical composition. The thickness of the oxidized layer is depended on the annealing conditions. In a ceramic furnace in oxidation atmosphere, the thickness of the oxide layer was of 300-500 nm, in a vacuum furnace with molybdenum and graphite heating chambers, it ranged from 40 to 300 nm and from a few to 50 nm, respectively. TOF SIMS method allows to get average (for the surface of 100 μm × 100 μm) depth profiles of concentration of particular elements and elements combined with oxygen. In oxide layers formed in vacuum furnaces there are no iron oxides. Titanium, apart from being bounded with carbon in carbides, is a component of the oxide layer formed on the surface of the AISI 321 steel.

PL

W pracy analizowano strukturę, skład chemiczny oraz topografię warstwy tlenków powstałych na powierzchni stali austenitycznej AISI 321 w procesie wyżarzania. Obróbkę cieplną prowadzono w temperaturze 980°C w czasie 1 godziny w zróżnicowanych warunkach. Wyżarzanie prowadzono w piecu ceramicznym w atmosferze powietrza oraz w piecach próżniowych z cylindryczną komorą molibdenową i grafitową. W prowadzonej analizie wykorzystano skaningowy mikroskop elektronowy (SEM) wyposażony w spektrometr promieniowania X (EDX), transmisyjny mikroskop elektronowy (TEM) wyposażony w spektrometr promieniowania X (EDX), dyfraktometr rentgenowski (XRD X-Ray Diffraction), spektrometr mas jonów wtórnych z analizatorem czasu przelotu (TOF SIMS) oraz mikroskop sił atomowych (AFM). Warstwa tlenków powstała w wyniku wyżarzania stali AISI 321 w temperaturze 980°C składała się z podwarstw różniących się składem chemicznym. O grubości warstwy utlenionej w decydowały warunki wyżarzania. W piecu ceramicznym z atmosferą powietrza grubość warstwy tlenków wynosiła 300-500 μm, w piecu próżniowym z grafitową i molibdenową komorą grzejną grubości wynosiły odpowiednio od 40 nm do 300 nm oraz kilka nm do 50 nm. Badania TOF SIMS pozwalają otrzymać uśrednione profile koncentracji pierwiastków metalicznych oraz profile koncentracji pierwiastków metalicznych będących w kontakcie z tlenem. W warstwach tlenków powstałych w piecach próżniowych nie obserwowano tlenków żelaza. Tytan oprócz roli związania węgla w węglikach, wchodzi w skład warstwy tlenków tworzonych w piecu próżniowym na powierzchni stali AISI 321.

13

Oxidation of an austenitic stainless steel pipe contaminated by petroleum products

Palamarciuc I., Galușcă D. G., Agop M, Achiței D., Manoliu Nuțescu Duduman C.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2014

|

Vol. 62, nr 2

63--68

EN

Purpose:The experimental researches of this paper were carried out in order to investigate the characteristics of the oxide layers obtained on the internal and external surfaces of an austenitic stainless steel pipe. Design/methodology/approach: The surfaces of an austenitic stainless steel pipe were investigated by Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and X-ray diffraction (XRD) analysis. Also the microindentation hardness was measured, on the both surfaces and between them, in order to detect and verify the improvement of the mechanical properties. Findings: The external surface did not present any corrosion results but the internal surface of the analysed pipe was contaminated by sulphur during the transportation of petroleum products. In spite of this fact it was found that the mechanical properties of such a surface can be improved by air oxidation Researches limitations/implications: It was found that oxidation at lower temperatures (300°C) resulted in formation of harder coatings. For comparison and better interpretation this paper presents the results of the analysis and measurements performed before and after the oxidation and cleaning, demonstrating the effectiveness of this simple method of reconditioning. Originality/value: By experimental investigations of the physical, chemical and mechanical properties of the oxide layers, obtained on J92603 austenitic stainless steel by thermal oxidation, we demonstrated the principled technological possibility of obtaining hardening thermal oxide layers on corroded pipes’ surface.

14

Changes of crystallite sizes in the oxides layer determined on the basis of X-ray diffraction lines broadening

Gwoździk M., Nitkiewicz Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

136--138

EN

The paper contains results of the studies on X-ray diffraction analysis XRD (studying the phase composition, crystallite sizes and lattice deformations) of oxide layers on 10CrMo9-10 steel, operated for a long time at an elevated temperature (T = 575°C, t = 100 000 h). X-ray studies were carried out on the inner surface of a tube, and then the layer surface was polished down and the diffraction measurements were performed again to determine crystallite size in oxide layers. The broadening of a diffraction line caused by a small size of crystallites is expressed by the Scherrer relationship. It has been found that a layer of magnetite Fe3O4 is formed as a result of longterm operation of the studied steel at the temperature of 575°C. The created layer featured a diversified morphology of magnetite, which is related inter alia to the crystallites size, which then can affect the cleavage.

PL

Praca zawiera wyniki badań dotyczących rentgenowskiej analizy dyfrakcyjnej XRD (badanie składu fazowego, wielkości krystalitów i odkształceń sieciowych) warstw tlenkowych powstałych na stali 10CrMo9-10 długotrwale eksploatowanej w podwyższonej temperaturze (T = 575°C, t = 100 000 h). Badania rentgenograficzne przeprowadzono na powierzchni wewnętrznej rury, następnie powierzchnię warstwy spolerowywano i ponownie wykonywano pomiary dyfrakcyjne w celu określenia wielkości krystalitów w warstwie tlenkowej. Poszerzenie linii dyfrakcyjnej spowodowane małą wielkością krystalitów zostało wyrażone zależnością Scherrera. Stwierdzono, że w wyniku długotrwałej eksploatacji badanej stali w temperaturze 575°C powstaje warstwa magnetytu Fe3O4. Powstała warstwa charakteryzowała się zróżnicowaną morfologią magnetytu, co jest związane m.in. z wielkością krystalitów, które z kolei mogą wpływać na łupliwość.

15

Ocena wysokotemperaturowej korozji stali 16Mo3 stosowanej w energetyce

Gwoździk M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2014

|

Vol. 81, nr 12

821--824

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań warstw tlenkowych powstałych podczas długotrwałej eksploatacji stali 16Mo3 (T = 410oC, t=216 000 h). Badania warstw tlenkowych przeprowadzono na powierzchni i przekroju poprzecznym rury po stronie spalin. Przeprowadzone badania warstw tlenkowych od strony zewnętrznej ścianki rury obejmowały: • badania makro i mikroskopowe warstw tlenkowych, • pomiar grubości warstw tlenkowych, • badania składu chemicznego warstw tlenkowych/osadów, • pomiary rentgenograficzne.

EN

The paper contains results of studies on the formation of oxide layers on 16Mo3 steel long-term operated at an elevated temperature (T=410oC, t=216 000 h). The oxide layer was studied on a surface and a cross-section at the outside (side exhaust) surface of the tube wall. Thorough examinations of the oxide layer carried out on the outside surface of tube wall comprised: • macro and microscopic examinations of the oxide layer, • thickness measurements of formed oxide layers, • chemical composition analysis of oxides/deposits, • X-ray (XRD) measurements.

16

An Investigation of Oxide Layer Impact on Heat Transfer in MARIA Reactor Fuel Element

Suchcicki J., Uzunow N., Pytel K., Mieleszczenko W., Mołdysz A.

Journal of Power Technologies

|

2013

|

Vol. 93, nr 4

247--256

EN

Within the framework of test fuel examination it has been performed the irradiation of one of fuel elements to high level of burnup (ca. 60 %). Post-irradiation examinations proved that under high burnup it comes to local detachment of oxide layer from the fuel element cladding. Unilateral breaking away of the oxide layer of strong insulation properties from cladding surface may lead to disturbance of conditions for heat removal from the fuel. This effect has been numerically modeled by means of ANSYS FLUENT code. The numerical results confirmed the existence of heat flux redistribution in the spot of oxide layer detachment. Since the phenomenon for breaking away of oxide layer appears at high fuel burnup the thermal loads are getting lower than in most thermally loaded fuel elements so the safety margins for fuel operation are being preserved.

17

Przebicie elektryczne izolacyjnej warstwy tlenku aluminium elektrycznych podzespołów pojazdów

Bąk Ł.

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2012

|

z. 77

5--12

PL

W artykule przedstawiono podstawowe zastosowania elektrolitycznych warstw tlenkowych jako izolatora uzwojeń elektromagnesów i transformatorów oraz uzwojeń elektrycznych siłowników służących do sterowania zaworów silników spalinowych pojazdów samochodowych. Opisano wyniki badań mechanizmu przebicia elektrycznego anodowych powłok tlenkowych wytworzonych na taśmach aluminiowych (Al99,5), przeznaczonych na uzwojenia elektrycznych urządzeń sterujących w pojazdach. W artykule opisano wyniki badań zjawisk zachodzących w powłoce tlenkowej oraz w warstwie powierzchniowej utlenionej taśmy aluminiowej (Al99,5), w miejscu przebicia elektrycznego. Do przebicia elektrycznego wykorzystano elektrodę stożkową, pozwalającą ściśle określić miejsce zniszczenia powłoki wskutek przepływu prądu elektrycznego. Podczas badań wykonano pomiary i rejestrację krzywych przebiegu napięcia i prądu przebicia w celu określenia energii zużytej na uszkodzenie warstwy tlenkowej. Ilość energii elektrycznej zużytej podczas przebicia jest wystarczająca do stopienia zarówno warstwy tlenkowej, jak i mikroobjętości aluminium pod warstwą.

EN

The thesis presents the basic applications of electrolytic oxide layers as insulator of electric winding of electromagnet and transformers and electric winding of cylinders used for steering the valve of combustion engines. The results of research describe the mechanism of avalanche breakdown of oxide layers anode produced on aluminum strip (Al99,5), designed for electric winding which steer the vehicle equipment and valve of combustion engines. The phenomena occurring in the oxide layer and surface layer of oxidized aluminum strip (Al99,5) where the avalanche breakdown occurred are described. Conical electrode was used to define precisely the place of layer destruction due to electric current flow. During the research measurements and registration of voltage and current curve were made to define the energy used to destroy the oxide layer. The amount of energy used during the avalanche breakdown is enough to melt both the oxide layer and micro volume of aluminum under the layer.

18

Plazmowe utlenianie elektrolityczne aluminium zarys technologii procesu

Gębarowski W., Pietrzyk S.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2012

|

R. 57, nr 4

237-242

PL

Plazmowe utlenianie elektrolityczne pozwala otrzymywać na stopach aluminium tlenkowe warstwy ochronne o wysokich parametrach mechanicznych, znacznie przewyższających powłoki otrzymywane na drodze tradycyjnego anodowania. Jest to spowodowane ich litą strukturą, zawierającą dużą ilość twardych faz krystalicznych Al2O3. Warstwy charakteryzują się bardzo dużą twardością, odpornością na ścieranie, posiadają znakomitą przyczepność do podłoża i dobrą odporność na korozję. Własności otrzymywanych powłok zależą głównie od warunków prądowych oraz składu i temperatury elektrolitu. Wysokie potencjały międzyelektrodowe w trakcie trwania procesu wywołują mikrowyładowania, powodujące przebijanie warstewki utlenionej i występowanie lokalnie bardzo wysokich temperatur, odpowiadających za specyficzną budowę i własności warstwy tlenkowej.

EN

Plasma electrolytic oxidation is the relatively new method of oxide layers formation on aluminium alloys. Plasma electrolytic oxide coatings have more advantageous mechanical properties than coatings obtained in traditional anodizing. It is due to dense structure with high content of hard, crystalline phases of Al2O3. Coatings offer very high hardness, wear resistance, great interfacial adhesion and good corrosion resistance. Thickness of alumina layers can reach up to 300 [mi]m. The final properties of coatings depend on the process parameters like: current conditions, composition and temperature of electrolyte. During the process high potentials occur, which result in electric breakdowns of oxide layer visible as a short duration micro-arcs on whole surface of electrode. These micro breakdowns locally heat up oxide to very high temperatures, which leads alumina fusing. This phenomenon is responsible for the specific morphology of oxide layer. Plasma electrolytic oxidation is environmentally friendly because of high diluted electrolytes are used. Coatings have many applications in industry, especially in areas with particularly high endurance requirements. Additionally this technique gives great possibilities to producing many different composites coatings.

19

Odporność na przebicie elektryczne izolacyjnej warstwy tlenku glinu

Posmyk A., Bąk Ł., Chmiela B.

Inżynieria Powierzchni

|

2012

|

nr 1

47-52

PL

W pracy przedstawiono podstawowe zastosowania elektrolitycznych warstw tlenkowych jako izolatora uzwojeń elektromagnesów i transformatorów oraz uzwojeń elektrycznych siłowników służących do sterowania zaworów silników spalinowych pojazdów samochodowych. Opisano wyniki badań przebicia elektrycznego anodowych powłok tlenkowych wytworzonych na taśmach aluminiowych (A99,5) przeznaczonych na uzwojenia elektrycznych urządzeń sterujących w pojazdach. W artykule opisano wyniki badań zjawisk zachodzących w powłoce tlenkowej oraz w warstwie powierzchniowej utlenionej taśmy aluminiowej (A99,5). Podczas badań wykonano pomiary i rejestrację krzywych przebiegu napięcia i prądu przebicia w celu określenia energii zużytej na uszkodzenie warstwy tlenkowej. Rość energii elektrycznej zużytej podczas przebicia jest wystarczająca do stopienia zarówno warstwy tlenkowej jak i mikroobjętości aluminium pod warstwą. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że podczas przebicia ma miejsce stopienie warstwy tlenkowej i określonej mikroobjętości taśmy aluminiowej oraz erupcja stopionego metalu na powierzchnię tlenku. Kropelki ciekłego metalu są wyrzucane nawet ponad 200 mikrometr od osi krateru.

EN

The thesis presents the basic applications of electrolytic oxide layers as insulators of electric winding of electromagnet and transformers and electric winding of cylinders used for steering the values of combustion engines. The mechanism of avalanche breakdown of oxide anodizing layers produced on aluminum strip (A99,5) has been described. Voltage and current curve have been registered during the research measurements to define how much energy is used to destroy the oxide layer. The amount of energy used during the avalanche breakdown is enough to melt both the oxide layer and micro volume of aluminum under the layer. On the basis of the research it has been stated that during the avalanche breakdown, oxide layer and specified microvolume of aluminum strip are melted and eruption of melted metal on the oxide layer occurs. Drops of liquid metal are thrown even over 200 mikrometr from the axis of the crater.

20

Badania warstwy tlenkowej w procesie wysokotemperaturowego utleniania folii FeCrAl

Murzyński D., Rakoczy J., Reszka K.

Chemik

|

2009

|

Vol. 62, nr 1

11-13

PL

Urządzenia katalityczne, które znajdują zastosowanie w dopalaniu spalin samochodowych budowane są z bloków składających się ze zwiniętej folii metalowej, na której jest osadzona warstwa aktywna katalitycznie. W celu otrzymania warstwy aluminy umożliwiającej osadzenie metalicznej fazy aktywnej prowadzono proces utleniania folii FeCrAl w zakresie temperatur 840-860°C. Zastosowano atmosferę mieszaniny argonu i tlenu, w której udział tlenu zmieniał się od 33% do 74%. Przeprowadzono badania struktury warstw tlenkowych, składu i właściwości katalitycznych.

EN

Catalytic sets which are currently using for the burning down of automotive exhaust are made with the rolled foil. Foil is usually deposited with active catalytic layer. In aim of depositing the metallic active phase on alumina layer, foil of FeCrAl was oxidized at the range of temperature 840-860°C. The atmosphere of argon and oxygen composition, which was used for oxidation, contained 33% -74% of oxygen. Structure, composition of oxide layers and their catalytic activity was tested.