Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Nanokompozytowe warstwy C-Pd do zastosowania w detekcji wodoru

Czerwosz E., Kamińska A., Kowalska E., Krawczyk S., Kozłowski M., Dłużewski P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 1

18-24

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań węglowo-palladowych nanokompozytowych warstw (C-Pd), przeznaczonych do zastosowania w czujnikach wodoru. Warstwy były otrzymywane w procesie PVD jak również w procesie dwustopniowym PVD/CVD. Wykorzystano transmisyjną mikroskopię elektronową (TEM) oraz skaningową mikroskopię elektronową (SEM) do badania topografii i morfologii warstw. Badania zmian rezystancji warstw PVD i PVD/CVD pod wpływem gazu zawierającego 1%H₂/N₂ prowadzono w warunkach normalnych. Poza tym badano zmiany rezystancji w warunkach wilgotności powietrza do 80% oraz w zakresie temperatur od -10 do 70°C. Zastosowano spektroskopię FTIR do stwierdzenia obecności molekuł fullerenu C₆₀ i octanu palladu w warstwach. Strukturę molekularną warstw C-Pd badano za pomocą spektroskopii podczerwieni FTIR. W niektórych warstwach obserwowano obecność pasm przypisanych do fulerenu (są to z reguły warstwy PVD). Natomiast w warstwach z procesu dwustopniowego PVD/CVD obecności tych pasm nie stwierdzono.

EN

The results of some properties studies of carbonaceous-palladium (C-Pd) nanocomposite films that can be applied in hydrogen sensors are presented. These films were obtained by PVD method as well as by two-step process PVD/CVD. Transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM) were used to investigate a topography and a morphology of C-Pd films. The resistivity changes at normal atmosphere and ambient temperature for both kinds of films due to interaction with gas containing 1%H₂/N₂ were measured. The resistivity changes at the temperature range from -10 to 80°C and at humidity up to 80% were also studied. FTIR spectroscopy was used to state the presence of the fullerene C₆₀ and palladium acetate molecules in the film.

2

Wpływ parametrów procesu CVD na mikrostrukturę i kinetykę wzrostu dyfuzyjnych warstw aluminidkowych wytworzonych na podłożu niklowym

Pytel M., Sieniawski J., Filip R., Zielińska M.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

683-686

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury dyfuzyjnych warstw aluminidkowych wytworzonych w niskoaktywnym procesie CVD na podłożu z niklu. Badano kinetykę tworzenia warstw aluminidkowych w procesach niskoaktywnych w zależności od parametrów procesu CVD, takich jak: czas, temperatura i wartość natężenia przepływu. Stwierdzono, że zarówno wzrost temperatury do 1050°C, jak również wydłużenie czasu procesu aluminiowania do 8 h prowadzi do zwiększenia grubości dyfuzyjnej warstwy aluminidkowej oraz zwiększenia stężenia aluminium na przekroju badanych warstw (w zależności odległości od powierzchni warstwy aluminidkowej), a także na powierzchni wytworzonych warstw.

EN

In the present work findings of the microstructure of diffusion aluminide layers formed in the low activity CVD process on substrate of nickel were presented. A kinetics of deposition aluminide coatings in low activity processes was being studied depending on CVD process parameters, so as the time, the temperature and the value of the rate of flow. It was found that increase of temperature to 1050°C, as well as extending the time for 8 h of aluminizing process causes the increase of thickness of diffusion aluminide coating and increase in the concentration of the aluminium of layers on the diameter examined (depending distances from the surface of aluminide layer), as well as of layers on the surface produced.

3

Stabilność cieplna warstwy aluminidkowej wytworzonej na podłożu z nadstopu niklu w środowisku gazów utleniających

Zielińska M., Sieniawski J., Filip R., Pytel M.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

811-814

PL

Żaroodporne warstwy aluminidkowe wytworzono na podłożu z nadstopów niklu: In100 i Mar-M247 w procesie niskoaktywnym CVD. Stabilność mikrostruktury i żaroodporność warstw określono w próbie utleniania. Analizowano zmiany składu fazowego i morfologii składników mikrostruktury wytworzonych warstw aluminidkowych w zależności od czasu utleniania. Stwierdzono, że skład fazowy utworzonej warstwy tlenkowej zależy od składu chemicznego podłoża - nadstopu. W początkowym stadium utleniania warstwy aluminidkowej na podłożu nadstopu In100 oprócz cienkiej warstwy Al2O3 obserwowano małą zawartość tlenku TiO2. Na powierzchni warstwy aluminidkowej na podłożu nadstopu Mar-M247 utworzył się dodatkowo tlenek wewnętrzny HfO2. Jednocześnie stwierdzono, że średnia zawartość aluminium w ziarnach fazy NiAl zmniejszyła się znacznie (o 14÷18% at.) z powodu dużej prędkości dyfuzji aluminium do powierzchni potrzebnej na utworzenie warstwy tlenkowej. Zawartość aluminium w warstwie aluminidkowej z czasem utleniania zmniejsza się w małym stopniu. Jest to spowodowane dobrą stabilnością cieplną i właściwościami ochronnymi warstwy tlenkowej Al2O3. Warstwy aluminidkowe wytworzone na podłożu In100 i Mar-M247 w niskoaktywnym procesie charakteryzowały się dużą stabilnością mikrostruktury w temperaturze 1100°C warunkach utleniania.

EN

Heat resistant aluminide coatings were synthesized on nickel based superalloys In100 and Mar-M247 by a low activity CVD process. Thermal stability and heat resistance of the coating were determined by oxidation tests. Changes of phase composition and morphology of microstructure components of aluminide coatings up to the time of oxidation were determined. It was established that chemical composition of the material substrate influences on the phase composition of oxides layer formed on its surface. The oxides formed on the surface of the coating deposited on In100 after 110h oxidization consisted of Al2O3 with small amount of TiO2. On the surface of Mar-M247 alloy besides of Al2O3 layer the internal oxides of HfO2 were observed. The average content of aluminum in the NiAl phase decreased considerably (by 14÷18 at. %), because of high velocity of aluminum to the surface necessary to form of alumina. Aluminum content in the aluminide layer decreased slightly with the prolongation oxidation time. This is due to good thermal stability and protection properties of alumina layer Al2O3. It was established that aluminide coatings obtained on In100 and Mar-M247 by the low activity CVD process characterized high microstructure stability at the temperature of 1100°C.

4

Influence of chemical composition of nickel based superalloy on the formation of aluminide coatings

Zielińska M., Sieniawski J., Yavorska M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 1

193-197

EN

The aim of the present work was to determine the influence of chemical composition of the nickel based superalloy on the thickness and microstructure of aluminide layer obtained in the CVD low activity process. For this purpose cylindrical samples were cut from the rods and castings made of commercially produced nickel superalloys: Inconel 713LC, Inconel 625, Inconel 738LC, Inconel 100, Inconel 718. The surface of the samples was ground up, degreased and cleaned. Than samples were placed in the retort and aluminized. The low activity process of aluminizing at the presence of AlCl3 and H2 was conducted. The cross -sections of aluminide coatings were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). There was established that a chemical composition of superalloy influences the microstructure and thickness of aluminide layer. Higher total concentration of superalloy elements such as Cr, Mo, W, Ti which segregate in the diffusion zone decrease the thickness of aluminide layer.

PL

Celem niniejszej pracy było określenie wpływu składu chemicznego nadstopów niklu na głębokość i mikrostrukturę warstwy aluminidkowej wytworzonej w niskoaktywnym procesie CVD. Do badań przyjęto pięć gatunków nadstopów niklu, najczęściej stosowanych do wytwarzania łopatek turbin silników lotniczych: Inconel 713LC, Inconel 625, Inconel 738LC, Inconel 100, Inconel 718. Z prętów i odlewów wycięto próbki walcowe, które następnie szlifowano, piaskowano i odtłuszczono. Następnie próbki umieszczono w retorcie i poddano procesowi aluminiowania. Niskoaktywny proces aluminiowania prowadzono w temperaturze 1050°C w obecności AlCl3 i H2. Badania mikrostruktury prowadzono na przekrojach poprzecznych uzyskanych warstw przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego wyposażonego w detektor EDS. Stwierdzono, że skład chemiczny nadstopu wpływa na mikrostrukturę i głębokość wytworzonej warstwy. Większa sumaryczna zawartość składników stopowych tj. Cr, Mo, W, Ti, które segregują się w strefie dyfuzyjnej powoduje zmniejszenie głębokości warstwy aluminidkowej.

5

Mikrostruktura warstw aluminidkowych wytworzonych w procesie CVD na podłożu z nadstopu niklu Inconel 713C

Kosieniak E., Sitek R., Zdunek J., Kurzydłowski K. J.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1042-1045

PL

W artykule omówiono procesy nakładania aluminidkowych warstw typu: NiAl + Ni3Al wytworzonych metodą CVD w procesie nisko- i wysokoaktywnym na podłożu nadstopu niklu Inconel 713C. Grubość warstw, ich mikrostrukturę oraz mikrostrukturę materiału podłoża określono na przekroju poprzecznym za pomocą mikroskopu świetlnego oraz skaningowego elektronowego (SEM). Skład chemiczny warstwy oraz materiału podłoża określono również na przekroju poprzecznym za pomocą spektrometru EDS. Skład fazowy zbadano metodą rentgenowskiej analizy fazowej (XRD). Topografia powierzchni została scharakteryzowana za pomocą profilometru skaningowego firmy VEECO. Udział objętościowy oraz kształt fazy y' określono za pomocą metod analizy obrazu w programie ImageProAnalyzer. Twardość materiału bazowego oraz otrzymanych warstw wierzchnich określono za pomocą makro- i mikrotwardościomierza na przekroju poprzecznym. Otrzymane wyniki wskazały na zróżnicowaną grubość warstw otrzymanych w procesie nisko- i wysokoaktywnym. Stwierdzono, że proces kształtowania, aluminidkowej warstwy NiAl może mieć wpływ na morfologię koherentnej fazy y' a to z kolei może się przekładać na właściwości mechaniczne oraz wytrzymałość na pełzanie w wysokiej temperaturze.

EN

Aluminide surface layers on Inconel 713C Ni-base superalloy obtained by low- and high-activity CVD processes were described. The thickness of the layers and their microstructure and of base material were studied on crosssections using light and scanning electron (SEM) microscopes. Analyses of chemical composition were carried out on the cross-sections by EDS spectrometer and the phase content was investigated by X-ray diffraction (XRD). The surface topography was characterized using VEECO scanning profile meter. The volume fraction of y' precipitates has been calculated and their shape was described using processing software. The hardness and microhardness by the Vickers method was determined for base material and on cross-sections of the layers. The results obtained showed the difference in the thickness of layers obtained in low- and high-activity CVD processes. The X-ray diffraction analyses showed that the basic phase component of the layers is NiAl intermetallic phase. It has been also found that the CVD method used here allows controlling morphology and average size of !? precipitates in aluminide surface layers on Inconel 713 and in turn to tune-up their mechanical properties and creep resistance.

6

Mikrostruktura warstwy wierzchniej nadstopu kobaltu MAR-M 509 po procesie aluminiowania metodą CVD

Zielińska M., Sieniawski J., Yavorska M.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2010

|

Vol. 30, nr 1

95-104

PL

W artykule omówiono warstwy aluminidkowe wytworzone na żarowytrzymałym stopie kobaltu MAR-M 509 w procesie chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD). Aluminiowanie prowadzono w temperaturze 760 i 1050°C, Atmosferę nasycającą stanowił chlorek aluminium A1C13. Efekty aluminiowania zweryfikowano w badaniach mikroskopowych (mikrostruktura i głębokość warstwy) oraz na podstawie mikroanalizy składu chemicznego na powierzchni i przekroju warstwy naniesionej na podłoże stopu MAR-M 509. Określono głębokość stref wytworzonej warstwy oraz ich skład chemiczny. Stwierdzono, że efektywność procesu CVD wytwarzania warstwy na podłożu nadstopu MAR-M 509 jest większa w temperaturze 1050°C. W tej temperaturze uzyskano równomiernie rozłożoną warstwę głębokości około 22 um.

EN

The aluminide coatings were formed on a heat resisting cobalt base superalloy MAR-M 509 in a chemical vapour deposition process CVD. The aluminium vapour deposition process was conducted at the temperature of 760°C during 4 h and 1050°C/8 h. The aluminium chloride A1C13 was used as a saturated atmosphere. The effect of aluminizing process was examined in the microscopic investigations (microstructure and the depth of the coating) and microanalysis of chemical ˇö composition on the surface and the cross sections of the samples. The depth of the layer zones and M the chemical composition of the areas were determined. Principally, it was taken into account the contamination of aluminium and cobalt in the surface layer of the coating. It was proved that m higher temperature of the CVD process results in incensement the effectiveness of the coating m formation on the superalloy MAR-M 509. The uniformly distributed coating was obtained with m thickness of 22 um.

7

Mikrostruktura i odporność na utlenianie izotermiczne powłoki aluminiowej wytworzonej w niskoaktywnym procesie CVD na podłożu z nadstopu Inconel 713 LC

Yavorska M., Zielińska M., Kubiak K., Sieniawski J.

Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji

|

2010

|

Vol. 30, nr 1

83-94

PL

Chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD) jest jedną z metod wytwarzania aluminidkowych powłok dyfuzyjnych na podłożu z żarowytrzymałych nadstopów niklu i kobaltu. W artykule określono warunki technologiczne i termodynamiczne procesu CVD wytworzenia żaroodpornych powłok dyfuzyjnych na powierzchniach zewnętrznych pióra łopatek turbin silników lotniczych oraz na powierzchniach wewnętrznych kanałów chłodzących. Na podłożu z nadstopu inconel 713 LC wytworzono powłokę aluminidkową. Proces aluminiowania metodą CVD prowadzono za pomocą urządzenia IonBond z użyciem gazu reakcyjnego A1C13. Analiza składu chemicznego i fazowego wykazała, że głównym składnikiem fazowym mikrostruktury powłoki jest faza międzymetaliczna NiAl. Twardość na przekroju dyfuzyjnej powłoki aluminidkowej wynosi od 420 do 590 HV0,5. Badania odporności na utlenianie izotermiczne prowadzono w temperaturze 950°C w czasie 529 h w piecu komorowym w atmosferze powietrza. Stwierdzono, że powłokę aluminidkową na wewnętrznej powierzchni kanału chłodzącego łopatki, o wymiarach 2x30 mm i długości 20 mm, cechuje mniejsza prędkość utleniania niż materiału podłoża - inconelu 713 LC.

EN

Chemical vapour deposition (CVD) process is widely used to produce oxidation resistant coatings on Ni base superalloys. One of the feature of this method is the possibility of forming a diffusion coating on external and internal surfaces of the cooling channels of the aircraft turbine blades. The aluminide coating was formed on a commercial superalloy - Inconel 713 LC. The alumin-izing process - CVD was realized by the use of IonBond equipment and A1C13 - reacting gas. The investigations of chemical and phase composition of the surface layer of aluminized samples showed that the main constituent of microstructure is an intermetallic phase NiAl. The hardness of the coating measured on the cross section of the samples was from 420 to 590 HV0.5. The isothermal oxidation tests were performed at 950°C, during 529 h in the air atmosphere. It was proved that the developed aluminide layer on the internal surface of the cooling channel (with dimensions of 2x30 width and 20 mm length) of the turbine blades decreases the rate of oxidation of Inconel 713 LC superalloy.

8

Osadzanie warstw w warunkach plazmy: zarodkowanie czy polimeryzacja?

Tkacz-Śmiech K., Jonas S., Boszkowicz P.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 6

764-767

PL

Podjęto dyskusję odnośnie do mechanizmu osadzania fazy stałej z fazy gazowej w procesie CVD. Rozważono dwa mechanizmy, zarodkowanie i polimeryzację oraz poddano ocenie prawdopodobieństwo ich wystąpienia w procesie depozycji materiałów krzemowych. W tym celu obliczono przykładowe wartości promieni krytycznych zarodka oraz wielkości bariery energetycznej dla różnej temperatury i różnych przesyceń. Obliczenia wykonano zgodnie z klasyczną teorią zarodkowania. Rezultaty odniesiono do warunków w układzie CVD, zarówno w rozwiązaniu klasycznym, jak i wspomaganym plazmą (PE CVD). Na tej podstawie przyjęto, że zarodkowanie stanowi prawdopodobny mechanizm wzrostu fazy stałej z fazy gazowej w warunkach dużych przesyceń i wysokiej temperatury. Jeśli proces prowadzony jest przy prężnościach poniżej prężności pary nasyconej (również w układzie PE CVD), dominuje w nim mechanizm polimeryzacji. Zaproponowano szereg modelowych reakcji, układających się w cykle odtwarzające strukturę powierzchni i prowadzące do efektywnego wzrostu fazy stałej.

EN

A discussion concerning a mechanism of chemical vapour deposition of silikon materials has been undertaken. Two possible mechanisms, nucleation and polymerisation, have been presented and their probabilities analysed. Critical sizes of the nuclei and related potential barriers have been calculated for chosen temperatures and supersaturations. The necessary calculations hale been performed within classical theory of nucleation. The results have been compared with the conditions applied in classical and plasma enhanced CVD (PE CVD) systems. The results have indicated the nucleation as the mechanizm proper for the solid phase formation under high supersaturation and at high temperatures. When the process is carried on with application of the nonsaturated gas phase (also in PE CVD system), the solid phase may effectively grow via polymerisation. A series of model reactions is proposed. The are arranged in the cycles in which the surface undergoes a reconstruction.