Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The influence of metal impurities to a-C:H films

Rutkuniene Z., Grigonis A., Vigricaite L.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 3b

288--290

EN

The carbon coatings on the silicon substrate by chemical vapour phase precipitation as the insertion of platinum and copper impurities were observed in this paper. It was obtained that growing films are more polymeric like. The refractive index of all films are similar and varies from 1,6 to 1,75 and does not depend on nature of metal. Analysis of Raman spectra showed that typical for amorphous carbon G peaks become dominant and move to the lower means (from 1682 cm-¹ to approximately 1553 cm-1) and then metal impurities were introduced to the film. Also a new peak at about 1800 cm-¹ was obtained there. Typical D peak in films with platinum impurities is less intensive and disappears when Cu impurities are involved in film.

PL

Analizowano powłokę węglową na podłożu krzemowym poprzez chemiczne rozpuszczanie domieszek platyny i miedzi. Stwierdzono że współczynnik odbicia warstw był podobny dla wszystkich warstw i wynosił 1,6 do 1,75 niezależnie od domieszek. Spektralna analiza Ramanowska wykazała dominujące i zmniejszała się do ok 1553 cm-¹ przy wprowadzaniu domieszek

2

Struktura i właściwości warstw węglowych na polietero-eteroketonie wytwarzanych metodą RF-CVD

Rajchel B., Tarnowski M., Kwiatkowska J., Borowski T., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

810--813

PL

Warstwy węglowe zarówno na materiałach metalicznych, jak również na polimerowych, np. polietero-eteroketonie, znajdują coraz szersze zastosowanie w medycynie, szczególnie w wytwarzaniu implantów kardiologicznych, bowiem ograniczają wykrzepianie krwi. W przypadku materiałów polimerowych jest istotna przyczepność i odporność na zużycie przez tarcie wytwarzanych powłok węglowych, na co w znaczący sposób wpływa ich struktura i stan naprężeń własnych. Własności mechaniczne powłoki a-C-N:H zależą między innymi od koncentracji węgla, azotu oraz wodoru, a także od koncentracji wiązań sp3/sp2 i naprężeń w powłoce. Spektroskopia ramanowska zastosowana do analizy struktur węglowych oraz CNX daje możliwość określenia zarówno typu wiązań pomiędzy atomami węgla lub atomami azotu i węgla, jak i ich względnej koncentracji. Widma ramanowskie uzyskane dla struktur węglowych i CNX wzbudzonych wiązką światła widzialnego zawierają dwa piki oznaczane jako G oraz D. Pik G jest związany bezpośrednio z wiązaniami sp2, natomiast pik D jest pośrednio związany z wiązaniami sp3. Położenia, względne intensywności oraz półszerokości tych pików zależą od koncentracji wiązań sp3/sp2 [1], a także od naprężeń w badanych strukturach [2]. W artykule przedstawiono wyniki badań struktury wytwarzanych warstw węglowych uzyskane z użyciem mikrospektroskopii Ramana, topografii powierzchni (AFM, SEM) na polietero-eteroketonie oraz stanu naprężeń własnych w powłokach węglowych.

EN

Carbon layers formed on metallic materials as well as on polymers (e.g. polietheretheroketone or UHMWPE polyethylene) are often used in medicine. In particular they are applied in preparation of cardiology implants because they can reduce blood clotting. In the case of carbon coatings, formed on the polymeric surface, adhesion and wear resistance to friction are especially important. The adhesion and the wear resistance of coatings are determined by their structure and the state of internal stresses. Mechanical properties of the a-C:N:H coating depend inter alia on the concentration of carbon, nitrogen and hydrogen as well as the relative concentration of sp3 and sp2 bonds, and stresses in the coating. Determination of the character of bonds between carbon atoms and between nitrogen and carbon atoms is possible by using the Raman spectroscopy. All Raman spectra, collected for carbon or CNX structures, contain two Raman peaks. The so called G peak (observed at ~1580 cm–1) which is directly related to the sp2 carbon bonds and D peak (observed at the ~1340 cm–1), indirectly related to the sp3 bonds. Position, intensity, and width (FWHM) of both peaks can provide information about the sp3/sp2 ratio of the chemical bonds [1] and on the presence of internal stresses [2] in the coating. This paper presents the structure and properties of a-C:N:H coating, formed by the RF-CVD method on the PEEK substrate. The surface topography was studied using AFM and SEM microscopy. The relative concentration of sp3 and sp2 bonds and the state of internal stresses were studied using the confocal Raman microspectroscopy. The adhesion of a-C:N:H coating to the substrate was measured by the scratch test technique.

3

Kształtowanie właściwości austenitycznej stali REX 734 w procesach obróbek jarzeniowych połączonych z wytwarzaniem powłok węglowych

Borowski T., Brojanowska A., Popławski K, Rajchel B., Rożniatowski K., Wierzchoń T.

Ochrona przed Korozją

|

2012

|

nr 12

558-563

PL

Stale austenityczne wykazują niezadowalającą twardość i odporność na korozję wżerową w środowisku płynów fizjologicznych. Dlatego podejmowanych jest wiele przedsięwzięć w celu modyfikacji ich właściwości oraz trwałości. W celu modyfikacji właściwości użytkowych stali REX 734, takich jak odporność korozyjna i odporność na zużycie przez tarcie, zastosowano niskotemperaturowe (<=380°C) procesy azotowania i węgloazotowania w warunkach wyładowania jarzeniowego połączone z procesem wytwarzania powłoki węglowej w jednym cyklu technologicznym. W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury powierzchni wytworzonych warstw, składu chemicznego i fazowego oraz badania właściwości użytkowych takich jak twardość, odporność na zużycie przez tarcie i odporność korozyjna. Zastosowane węgloazotowanie jarzeniowe połączone z wytwarzaniem powłoki węglowej w jednym procesie technologicznym wpłynęło na poprawę odporności korozyjnej w roztworze Ringera oraz istotnie zwiększyło odporność na zużycie przez tarcie stali austenitycznej.

EN

Austenitic stainless steels are characterized by unsatisfactory hardness and pitting corrosion resistance in a physiological liquid environment. In order to modify REX 734 steel functional properties, such as corrosion resistance and frictional wear resistance, low-temperature (<=380°C) glow discharge nitriding and carbonitriding processes were applied in combination with the process of producing carbon coating in one technological cycle. The work presents the results of examinations of produced layers surface microstructure, their chemical and phase composition as well as examinations of their functional properties, such as hardness, frictional wear resistance and corrosion resistance. Application of glow discharge carbonitriding combined with producing of carbon coating in one technological process influenced the improvement of corrosion resistance in Ringer's solution and significantly increased wear resistance of austenitic stainless steel.

4

Analiza wpływu warstw azotowanych i węgloazotowanych oraz powłoki węglowej wytworzonych w warunkach wyładowania jarzeniowego na odporność korozyjną stali martenzytycznej AISI 420F

Brojanowska A., Borowski T., Popławski K., Wierzchoń T.

Ochrona przed Korozją

|

2012

|

nr 5

246-250

PL

Badano warstwy azotowane i węgloazotowane jarzeniowo wytworzone w temperaturze 400°C oraz powłokę węglową wytworzoną w temperaturze 370°C na stali martenzytycznej AISI 420F (3H13 wg PN) w aspekcie modyfikacji odporności korozyjnej oraz odporności na zużycie przez tarcie. Badania odporności korozyjnej wytworzonych warstw przeprowadzono metodą spektroskopii impedancyjnej oraz potencjodynamiczną w 0,5 M roztworze wodnym NaCl. Wykonano również badania morfologii, chropowatości powierzchni warstw i powłoki oraz obserwację zniszczeń na tych powierzchniach po badaniach korozyjnych. Analizę składu fazowego wytworzonych warstw dyfuzyjnych wykonano przy użyciu dyfraktometrii rentgenowskiej, z kolei badania struktury powłoki węglowej zrealizowano za pomocą spektroskopii ramanowskiej. Na wytworzonych warstwach wykonano również pomiary twardości i badanie odporności na zużycie przez tarcie metodą "trzy wałeczki-stożek" pod obciążeniem jednostkowym 600 MPa. Uzyskane wyniki badań wykazały znaczący wpływ warstwy azotowanej i węgloazotowanej oraz powłoki węglowej wytwarzanych w warunkach wyładowania jarzeniowego na odporność korozyjną, a także odporność na zużycie przez tarcie stali AISI 420F.

EN

In the study an infuence of nitrided and carbonitrided layers produced by glow discharge method at the temperature of 400oC as well as carbon coating produced at a temperature of 370°C on martensitic steel AISI 420F (3H13 acc. to PN) on corrosion resistance and frictional wear resistance was investigated. Corrosion resistance of produced layers was examined by potentiodynamic method and impedance spectroscopy in 0.5 M water solution of NaCl. Examinations of layer and coating surface morphology and roughness were also made as well as an analysis of surface degredation resulting from corrosion examinations. Phase analysis of the produced diffusive layers was made with a use of X-ray diffractometer while examinations of carbon coating structure were made by Raman spectroscopy. Hardness measurements of the produced layers were also made and frictional wear resistance was tested by the "three rollers-cone" method under unit load of 600 MPa. Investigation results demonstrate a significant influence of nitrided and carbonitrided layers as well as carbon coatings produced in glow discharge conditions on corrosion resistance and frictional wear resistance of AISI 420F steel.

5

Biomateriały tytanowe wytwarzane metodą hybrydową łączącą proces IBSD z obróbką w warunkach wyładowania jarzeniowego

Sobiecki J. R., Rajchel B., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 4

248--251

PL

W artykule przedstawiono badania mikrostruktury, odporności korozyjnej, odporności na zużycie przez tarcie powłok węglowych wytworzonych metodą IBSD na stopie tytanu Ti-6Al-4V poddanym uprzednio obróbce węgloazotowania w warunkach wyładowania jarzeniowego. Wytworzone warstwy typu Ti(CN) + Ti 2N + αTi(N) charakteryzują się dobrą odpornością na korozję i wysoką odpornością na zużycie przez tarcie, a także dobrą biozgodnością. Wykazano, że metodą IBSD można wytworzyć powłokę węglową na węgloazotowanym stopie tytanu charakteryzującą się drobnokrystaliczną budową, o dobrej przyczepności do podłoża, polepszającą odporność korozyjną i zwiększającą odporność na zużycie przez tarcie stopu Ti-6Al-4V powszechnie stosowanego w medycynie. W skład powłoki wchodzi zarówno faza diamentowa, jak i grafitowa, przy czym ilość tej pierwszej oszacowano na około 40%. Jest to warstwa perspektywiczna do zastosowań medycznych z uwagi na właściwości powłok NCD i warstwy Ti(C, N) + Ti2N + αTi(N).

EN

The paper contains the research of the microstructure, corrosion resistance, wear resistance of carbon coatings produced by IBSD method on the Ti-6Al-4V titanium alloy subjected to the carbonitriding process using the glow discharge conditions. The produced layers Ti(C, N) + Ti 2N + Ti(N) type have good corrosion resistance, high wear resistance and good biocompability. It was revealed that using the IBSD method there is a possibility to obtain carbon coating of nanocrystalline structure on carbonitrided titanium alloy which has good adhesion to the substrate. The coating improves the corrosion resistance and wear resistance of the Ti-6Al-4V titanium alloy commonly used in medicine. The investigation of carbon coating showed that there are two phases: diamond phase (about 40%) and graphite phase (about 60%). Taking into the consider the layer properties of this is a perspective layer for medical applications.

6

Odporność korozyjna powłok węglowych nanoszonych metodą hybrydową

Rogowska R., Smolik J.

Problemy Eksploatacji

|

2008

|

nr 2

115-128

PL

Celem pracy było uzyskanie i przebadanie, pod względem odporności korozyjnej, powłok DLC (ang. diamond like carbon). Powłoki DLC o różnym składzie chemicznym oraz różnych udziałach procentowych fazy diamentu i grafitu otrzymano metodą hybrydową, będącą połączeniem metody RFPACVD oraz reaktywnego rozpylania magnetronowego. Dobierając optymalny skład powłoki zmieniano temperaturę podłoża, skład atmosfery, ciśnienie gazu, polaryzację podłoża, napięcie wyładowania magnetronowego oraz czas procesu. Wykonano elektrochemiczne badania korozyjne. Oceniono wygląd powłok węglowych po badaniach korozyjnych i wytypowano powłoki o największej odporności na korozję.

EN

The aim of this work was to obtain and examine the DLC (diamond like carbon) coatings in terms of their corrosion resistance. The DLC coatings, differentiating in chemical structure and composition phase of diamond and graphite, were obtained by hybrid method, which consists of RF PACVD method and reactive magnetron sputtering method. While choosing the optimum composition of coating, the temperature of substrate, composition of atmosphere, pressure of gas, polarization of substrate, tension of magnetron discharge as well as the time of the process were altered. The electrochemical corrosion investigations were carried out. After conducting a corrosive study, the appearance of carbon coatings was estimated and coatings with the largest resistance on corrosion were chosen.

7

Powłoki węglowe nanoszone dwuwiązkową metodą IBAD

Rajchel B., Wantuch E., Proniewicz L.M., Mitura M., Lekka M., Burakowski T.

Problemy Eksploatacji

|

2004

|

nr 3

59-66

PL

Powłoki budowane na bazie węgla, a w szczególności powłoki typu DLC (Diamond Like Carbon) oraz ta-C, charakteryzują się właściwościami fizycznymi, chemicznymi oraz mechanicznymi zbliżonymi niekiedy do własności diamentu. Powłoki te, nanoszone między innymi na współpracujące powierzchnie główki oraz panewki endoprotezy stawu biodrowego, ze względu na twardość, właściwości chemiczne oraz biozgodność mogą znacznie wydłużyć ich czas pracy w organizmie człowieka [1, 2, 3]. Jednak właściwości fizyczne, chemiczne, mechaniczne oraz biozgodność powłok węglowych w istotny sposób zależą od metody zastosowanej do ich nanoszenia. Szczególnie interesujące własności mechaniczne posiadają powłoki formowane metodami jonowymi takimi jak technika IBAD (Ion Beam Assisted Deposition) czy też technika IBSD (Ion Beam Sputter Deposition). Powłoki takie charakteryzują się szeroką warstwą przejściową do pokrywanego podłoża, gładkością i niskim współczynnikiem tarcia. Mikrostruktura tych powłok jest jednak znacznie bardziej złożona niż powłok najczęściej nanoszonych metodami CVD (Chemical Vapour Deposition). Prezentowana praca przedstawia zastosowanie dwuwiązkowej metody IBAD do nanoszenia powłok węglowych oraz wyniki wybranych analiz mikrostruktury i właściwości tego typu powłok.

EN

Thin coating layers, based on carbon, especially DLC (Diamond Like Carbon) and ta-C, have physical, chemical and mechanical properties close to diamond properties. By this reason carbon coatings, formed for protection of endoprostheses can extend a time of work of endoprostheses in human body [1, 2, 3]. Unfortunately, physical, chemical, mechanical and biocompatible properties of carbon coating layers are determined by method used for their formation. Especially, carbon coating layer formed by ion methods, such as the IBAD (Ion Beam Assisted Deposition) or IBSD (Ion Beam Sputter Deposition), have very good mechanical properties. Carbon coatings formed by dual beam IBAD technique have excellent adhesion to substrate and low friction coefficient. The microstructure of IBAD carbon coatings are more complex then layer formed by CVD (Chemical Vapour Deposition) techniques. In this paper the application of the dual beam IBAD method for carbon layer creation is described. Some experimental results obtained for carbon coatings are presented.