The paper presents the characterization of tribological properties of the Ti-6Al-7Nb alloy before and after isothermal oxidation in different friction couples. Microscopic observations have shown that uniform oxide layers were obtained, which evenly covered the entire surface of the investigated samples. It was found that oxide layers deposited on the Ti-6Al-7Nb alloy substrate contribute to a considerable improvement of the tribological properties. The best resistance to sliding wear was shown by the layer obtained at a temperature of 600°C. It was also shown that presence of oxide layers on the surface of the Ti-6Al-7Nb alloy leads to an increase in the friction coefficient. The highest increase in the value of the friction coefficient was observed for a surface oxidized at 650°C during interaction with an Al2O3 ball. SEM observations of traces of the tribological interaction showed the presence of numerous scratches and fine wear products on the friction surface. For the non-oxidized condition, after interaction with a ball made of bearing steel 100Cr6, the presence was found of alternating, morphologically varied areas which had formed as a result of corrugation wear. Tests have shown that isothermal oxidation eliminates this disadvantageous phenomenon.
PL
W pracy przedstawiono charakterystykę właściwości tribologicznych stopu Ti-6Al-7Nb przed oraz po utlenianiu izotermicznym w różnych skojarzeniach ciernych. Obserwacje mikroskopowe wykazały, że otrzymano jednolite warstwy tlenkowe, które równomiernie pokrywały całą powierzchnię badanych próbek. Stwierdzono, że warstwy tlenkowe otrzymane na podłożu stopu Ti-6Al-7Nb prowadzą do znacznej poprawy właściwości tribologicznych. Najlepszą odpornością na zużycie ścierne cechowała się warstwa tlenkowa otrzymana w temperaturze 650°C. Wykazano ponadto, że obecność warstw tlenkowych na powierzchni stopu Ti-6Al-7Nb prowadzi do wzrostu współczynnika tarcia. Największy wzrost współczynnika tarcia zaobserwowano dla powierzchni utlenionej w temperaturze 650°C podczas współpracy z kulką Al2O3. Obserwacje SEM śladów współpracy tribologicznej wykazały na powierzchni tarcia obecność licznych rys oraz drobne produkty zużycia. Dla stanu nieutlenionego po współpracy z kulką ze stali łożyskowej 100Cr6 stwierdzono obecność naprzemianległych różnych morfologicznie obszarów powstałych w wyniku zużycia falistego. Wykazano, że utlenianie izotermiczne eliminuje to niekorzystne zjawisko.
W pracy przedstawiono wyniki badań strukturalnych wykonanych za pomocą skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej, dyfrakcji rentgenowskiej oraz spektroskopii w podczerwieni tlenku miedzi w postaci nanodrutów otrzymanych w procesie termicznego utleniania. Ponadto przeprowadzono eksperymenty oddziaływania promieniowania elektromagnetycznego z nanodrutami CuO.
EN
In this work the results of structural studies, performed by scanning electron microscopy and transmission electron microscopy, X-ray diffraction and infrared spectroscopy of copper oxide in nanorods form obtained in thermal oxidation, were presented. Moreover, interaction between CuO nanorods and electromagnetic radiation was investigated.
The paper presents the characterization of tribological properties of titanium Grade 2 before and after isothermal oxidation in different friction couples. Examinations of the surface morphology after oxidation at a temperature of 600°C showed the presence of scratches on the surface, which indicated a low thickness of the oxide layers obtained. On the surface oxidized at 700°C, the morphology was characterized by the presence of small clusters of oxides which formed into shapes resembling flakes. In that case, no scratches were found, which testified to a higher thickness of the oxide layer. Tribological tests were conducted for different friction couples (Al2O3, ZrO2, and 100Cr6 balls). It was found that isothermal oxidation is an effective method to improve the resistance of titanium Grade 2 to sliding wear. Oxide layers obtained at temperatures of 600°C and 700°C allowed achieving a considerable reduction of volumetric wear. The best resistance to sliding wear was achieved during a tribological interaction of oxidized titanium Grade 2 with bearing steel 100Cr6. Examination of the morphology of the wear trace surface showed the presence of “corrugation wear” on the non-oxidized surface, regardless of the counter-specimen used. It was found that the presence of oxide layers on the surface of titanium Grade 2 effectively eliminated this adverse phenomenon.
PL
W pracy przedstawiono charakterystykę właściwości tribologicznych tytanu Grade 2 przed i po utlenianiu izotermicznym w różnych skojarzeniach ciernych. Badania morfologii powierzchni po utlenianiu w temperaturze 600°C wykazały obecność rys na powierzchni, co świadczyło o niewielkiej grubości otrzymanych warstw tlenkowych. Na powierzchni utlenionej w temperaturze 700°C morfologia charakteryzowała się występowaniem drobnych skupisk tlenków uformowanych w kształty przypominające „płatki”. W tym przypadku nie stwierdzono obecności rys, co świadczyło o większej grubości warstwy tlenkowej. Badania tribologiczne realizowano w różnych skojarzeniach ciernych (kulki Al2O3, ZrO2 oraz 100Cr6). Stwierdzono, że utlenianie izotermiczne jest skuteczną metodą w zakresie poprawy odporności na zużycie ścierne tytanu Grade 2. Warstwy tlenkowe otrzymane w temperaturze 600 oraz 700°C pozwoliły uzyskać znaczą redukcję zużycia objętościowego. Najlepszą odporność na zużycie ścierne uzyskano podczas współpracy tribologicznej utlenionego tytanu Grade 2 ze stalą łożyskową 100Cr6. Badania morfologii powierzchni śladów zużycia wykazały na powierzchni nieutlenionej obecność tzw. zużycia falistego niezależnie od zastosowanej przeciwpróbki. Stwierdzono, że obecność warstw tlenkowych na powierzchni tytanu Grade 2 skutecznie eliminuje to niekorzystne zjawisko.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Smary wytworzone przez zagęszczenie kompleksowym mydłem litowym trzech olejów o różnym charakterze chemicznym poddano ocenie stabilności termooksydacyjnej klasyczną metodą utleniania i zmodyfikowaną metodą Petrooxy. Uzyskane wyniki wskazują na korelację pomiędzy zmianami obserwowanymi w widmach FTIR badanych smarów a zastosowaną metodą. Nie zaobserwowano związku pomiędzy tymi zmianami a wynikami badań stabilności różnych smarów. Analiza spektralna potwierdziła hipotezę o różnicach w przebiegu procesów chemicznych podczas prowadzenia oznaczenia za pomocą obu metod.
EN
Three oils of different chem. nature were used for prepn. of Li complex greases subjected then to oxidn. either by a std. method or by a modified Petrooxy method to compare their thermal oxidn. stability. The results indicated a correlation between changes obsd. in the FTIR spectra of the tested greases with the applied method. However, no relationship was observed between the changes and the results of tests on the stability of various greases. Their spectral data confirmed the hypothesis on difference in chem. course of both oxidn. methods
W artykule zostały przedstawione: metoda otrzymywania warstw nanoprętów CuO, sposoby ich badań oraz przykłady zastosowania. Warstwy nanoprętów CuO zostały przygotowane metodą termicznego utleniania warstwy prekursora jakim jest nanokompozytowa warstw C-Ni otrzymanego przy zastosowaniu technologii PVD. Do badań właściwości warstw nanoprętów CuO zastosowano wysokorozdzielczą skaningową mikroskopię elektronową wraz z mikroanalizą, dyfrakcję rtg., spektrometrię FTIR. Nanopręty CuO mają grubość od 80 do kilkuset nm zaś ich długość leży w przedziale od 2 do kilkunastu μm. W artykule zostały również pokazane przykłady zastosowania warstw jako czujnika różnych gazów.
EN
The paper presents the method of CuO nanorods films preparation, their characterization methods and examples of application as gas sensors. Films of CuO nanorods were prepared by thermal oxidation of the precursor which is a nanocomposite C-Ni film obtained by PVD technology. High resolution scanning electron microscopy (SEM) with microanalysis, X-ray diffraction (XRD), and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) spectrometry were applied for designation of CuO nanorods films properties. CuO nanorods have a thickness from 80 to several hundreds nm and their length lies in the range from 2 to several μm. In this paper, the examples of using films as a sensor for different gases are also shown.
The paper presents the results of tests concerning the tribological properties of titanium Grade 2 subjected to thermal oxidation at a temperature of 600°C and 700°C for 72 hours. The morphology of the obtained oxide scale was determined using a scanning electron microscope. After oxidation at 600°C, the resultant oxides concentrated mostly on the roughness elevations formed during the grinding of samples. On raising the temperature to 700°C, finer and more agglomerated oxide particles were formed. Tribological tests have shown that titanium Grade 2 in a non-oxidised condition is characterised by very poor resistance to sliding wear. It has been found that the presence of an oxide layer on the surface of titanium significantly improves its poor tribological properties. Oxide layers obtained at temperatures of 600°C and 700°C allowed obtaining as much as a triple reduction of volumetric wear. Analysis of the morphology of the wear trace surface has shown the presence of corrugation wear on a non-oxidised specimen in the form of two alternate regions with different morphologies. It has been demonstrated that oxide layers obtained during thermal oxidation eliminate the phenomenon of corrugation wear.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące właściwości tribologicznych tytanu Grade 2 poddanego procesowi utleniania termicznego w temperaturze 600 i 700°C w czasie 72 h. Na skaningowym mikroskopie elektronowym określono morfologię otrzymanej zgorzeliny tlenkowej. Po utlenianiu w temperaturze 600°C powstałe tlenki koncentrowały się głównie na wzniesieniach nierówności powstałych w trakcie procesu szlifowania próbek. Podwyższenie temperatury do 700°C prowadziło do powstawania drobniejszych, skupionych cząstek tlenków. Badania tribologiczne wykazały, że tytan Grade 2 w stanie nieutlenionym charakteryzuje się bardzo słabą odpornością na zużycie ścierne. Stwierdzono, że obecność warstwy tlenkowej na powierzchni tytanu w sposób znaczący poprawia jego słabe właściwości tribologiczne. Warstwy tlenkowe otrzymane w temperaturze 600 i 700°C pozwoliły uzyskać redukcję zużycia objętościowego nawet 3-krotnie. Badania morfologii powierzchni śladów wytarcia wykazały występowanie zużycia falistego na próbce nieutlenionej w postaci dwóch naprzemianległych obszarów o różnej morfologii. Wykazano, że warstwy tlenkowe uzyskane w procesie utleniania termicznego skutecznie eliminują zjawisko zużycia falistego.
The research presented in the paper was focused on determining the effects of thermal oxidation parameters on the mechanical and tribological properties of oxide layers formed on Ti-6Al-7Nb titanium alloy for biomedical applications. Titanium alloy was oxidized at 600 and 700°C for 72h. The study found that, at lower temperatures, the oxidized alloy surface was covered by a nonuniform oxide layer. A 100°C increase in the treatment temperature yielded a uniform layer covering the whole surface of the alloy. Hardness measurements showed that thermal oxidation resulted in the formation of oxide layers characterized by a 3-fold higher hardness compared to untreated alloy. Tribological tests showed that thermal oxidation effectively improves the resistance of Ti-6Al-7Nb alloy to sliding wear. Tribological tests demonstrated that an increased oxidation temperature was associated with improved resistance to sliding wear.
PL
Przedstawione w pracy badania koncentrują się nad określeniem wpływu parametrów utleniania termicznego na właściwości mechaniczne i tribologiczne warstw tlenkowych otrzymanych na biomedycznym stopie tytanu Ti-6Al-7Nb. Proces utleniania termicznego przeprowadzono w temperaturze 600 i 700°C w czasie 72 h. Stwierdzono, że w niższej temperaturze utleniania powierzchnia stopu była pokryta nierównomiernie warstwą tlenkową. Podwyższenie temperatury utleniania termicznego o 100°C pozwoliło uzyskać jednolitą warstwę, w całości pokrywającą powierzchnię stopu. Pomiary twardości wykazały, że proces utleniania termicznego umożliwił otrzymanie warstw tlenkowych charakteryzujących się 3-krotnie wyższą twardością w porównaniu z twardością stopu niepoddanego utlenianiu. Badania tribologiczne wykazały, że utlenianie termiczne stanowi skuteczną metodę poprawy odporności na zużycie ścierne stopu Ti-6Al-7Nb. W testach tribologicznych wykazano, że wraz ze wzrostem temperatury utleniania odporność na zużycie ścierne ulegała zwiększeniu.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Three methods of AlN layers oxidation: dry, wet and mixed (wet with oxygen) were compared. Some physical parameters of oxidized thin films of aluminum nitride (AlN) layers grown on silicon Si(1 1 1) were investigated by means Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) and Spectroscopic Ellipsometry (SE). Three series of the thermal oxidations processes were carried out at 1012 degrees C in pure nitrogen as carrying gas and various gas ambients: (a) dry oxidation with oxygen, (b) wet oxidation with water steam and (c) mixed atmosphere with various process times. All the research methods have shown that along with the rising of the oxidation time, AlN layer across the aluminum oxide nitride transforms to aluminum oxide. The mixed oxidation was a faster method than the dry or wet ones.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: Aim of the study is to improve the bioactivity of CoCr alloy upon covering the surface with titanium based coating. Design/methodology/approach: CoCr alloy was coated by cold spraying of powder mixture having a composition of 92 wt.%Ti + 8 wt.%Al. Coated samples were thermally oxidized at 600°C for 60 hours. Characterization of the coating was made by X-Ray diffraction analyses, microstructural surveys, cross-section and surface SEM elemental mapping analyses, roughness and hardness measurements. Findings: Results showed that sequential application of cold spray and thermal oxidation processes provided the multi-layered coating consisting of an inner titanium based layer and an outer oxide layer consisted of TiO2 and Al2O3. Thermal oxidation also caused the remarkable increasing in the surface hardness as compared to the as-cold sprayed state. Practical implications: Modifying the surface of CoCr metallic implants for long term success. Originality/value: Producing a multilayer coating on the surface of the CoCr alloy for biomedical application by sequential application of cold spray and thermal oxidation processes is the orginality of the study.
Gallium nitride (GaN) is very attractive semiconductor material because of its unique properties. The serious matter is a lack of easy access to bulk crystals of GaN. Synthesized crystals are precious and rather small. For these reasons almost all device manufacturers and researchers apply alternative substrates for gallium nitride devices epitaxy and it causes that the technology is intricate. Alternative substrates need buffer layers – their technology is usually complex and expensive. We have proposed a simple method to avoid large costs: applying gallium oxide – monoclinic β-Ga2O3, as the buffer layer, which has structural properties quite good matched to GaN. As the substrates made from single crystal gallium oxide are still hardly available on the market, we have used hydride vapour phase epitaxy (HVPE) GaN epilayers as a starting material. It can be GaN layer under good quality – middle or low. The oxidation process converts top GaN to β-Ga2O3 layer which can release or absorb the strain. Applying such structure in another, second, epitaxy of GaN allows to obtain good quality epitaxial structures using HVPE technique.
Przeprowadzono procesy utleniania termicznego węglika krzemu (polityp 6H-SiC) określające kinetykę reakcji w temperaturze 1100°C w dwóch środowiskach utleniających (atmosferze suchego tlenu oraz pary wodnej). Grubość uzyskanych warstw była badana za pomocą profilografu Dektak150 firmy Veeco. Struktura tlenku badana była spektrofotometrem fourierowskim IFS 113v firmy Bruker w temperaturze pokojowej, w zakresie widmowym 400...4000 cm⁻¹ oraz za pomocą skaningowego mikroanalizatora elektronów Augera MICROLAB-350 firmy Thermo Electron (VG Scientific), który może być wykorzystywany opcjonalnie jako rentgenowski spektrometr fotoelektronów (XPS).
EN
Kinetics of thermal oxidations of silicon carbide (polytype 6H-SiC), have been determined for processes done in temperature 1100°C and two oxidant ambient (dry oxygen and water vapour). Thickness of SiO₂ layers has been measured using Veeco Dektak 150 Surface Profilometer. The structure of obtained layers were examined in room temperature in Bruker's Fourier Spectrometer IFS 113v in 400...4000 cm⁻¹ spectrum range. Moreover the high resolution Auger system also capable of performing multi-technique (XPS) analysis Microlab-350 (Thermo VG Scientific) was used.
W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu procesów niskotemperaturowego wygrzewania, stosowanego w procesie otrzymywania tlenku bramkowego do zastosowań w tranzystorze MOS, na właściwości elektrochemiczne warstw SiO₂ wytwarzanych metodą utleniania termicznego. W pracy przedstawiono wzajemne zależności pomiędzy składem chemicznym warstw analizowanym przy pomocy spektroskopu mas jonów wtórnych (SIMS), a właściwościami elektrycznymi kondensatorów MOS, w których funkcję dielektryka bramkowego pełniły analizowane warstwy SiO₂. Wygrzewania przeprowadzono w temperaturze 700 oraz 800° C stosując różne czasy trwania procesu. Najlepsze właściwości elektro-fizyczne interfejsu SiO₂/SiC otrzymano dla warstw wygrzewanych w temperaturze 800° C, natomiast najlepszymi właściwościami objętościowymi, biorąc pod uwagę krytyczne pole elektryczne, charakteryzowały się próbki wygrzewane w temperaturze 700° C. Dodatkowo zbadano wpływ wygrzewania w atmosferach azotowych na właściwości otrzymanych dielektryków.
EN
We present research results on influence of postoxidation anneal treatment to thermal oxide guality obtained by high - temperature wet oxidation of 4H-SIC for usage in power MOSFET transistors. For proper evaluation of investigated oxides properties both Chemical characterisation methods (SIMS) and electrical methods were utilized. In order to extract electrical properties MOS capacitors ware fabricated using examined dielectric layers as gate dielectric. Postoxidation anneal included low - temperature oxygen treatment in 700° C and 800° C for different times and high - temperature nitridation using wet N₂O and dry N₂ anneal. We have obtained best SiO₂ /SiC properties for longer reoxidation times in 800° C followed by nitridation process, however best volume properties in terms of oxide breaking voltage Ubr value and uniformity characterized samples reoxedized in 700° C followed by nitridation process.
W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu wygrzewania wysokotemperaturowego w atmosferze azotowej, prowadzonego po utlenianiu termicznym 4H-SiC (0001), na parametry elektryczne struktury MOS Al/SiO₂/n-4H-SiC. Zaproponowano 6 różnych sekwencji wygrzewania i przebadano wpływ tych procesów na parametry elektryczne struktur MOS, w których rolę dielektryka pełnił modyfikowany tlenek termiczny.
EN
This paper presents the effect of high temperature annealing in nitrogen atmosphere carried out after thermal oxidation process of 4H-SiC (0001) on electrical parameters of MOS structures. Six sequences with different annealing parameters were proposed and the impact of the processing on the electrical parameters of MOS structures was verified.
W artykule przedstawiono porównanie procesu utleniania termicznego krzemu oraz węglika krzemu w zakresie metod opisu i modelowania zjawiska wzrostu warstwy SiO2 na odpowiednim podłożu. Przedyskutowano możliwości adaptacji modeli kinetyki utleniania opracowanych dla krzemu (model Deala-Grove'a oraz model oparty o zjawisko emisji międzywęzłowych atomów krzemu z interfejsu) do zastosowań w technologii węglika krzemu. Przedstawiono podstawowe wady i zalety rozważanych modeli kinetyki utleniania w odniesieniu do technologii węglika krzemu.
EN
In the article, thermal oxidation process of silicon and silicon carbide was compared. Modeling and description methods developed for silicon oxidation and their usefulness for silicon carbide technology were discussed. Classical Deal-Grove model and recently developed silicon interfacial emission model were investigated. Features of both models were shown and discussed.
W artykule porównano kinetykę terooksydacji mineralnych i syntetycznych olejów transformatorowych, zbadaną na podstawie wyników oznaczania liczby kwasowej oraz analizy widm IR. Obróbka matematyczna uzyskanych widm pozwoliła na wyodrębnienie nakładających się pasm spektralnych oraz obliczenie pola powierzchni pasma analitycznego, charakterystycznego dla produktów termooksydacji. Badania przeprowadzono dla laboratoryjnie terooksydowanych próbek oleju mineralnego (Nytro 10GBN) i estrowego (Midel 7131). Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że kinetykę powstawania tlenoorganicznych produktów starzenia oleju mineralnego można opisać modelem liniowym, natomiast kinetykę powstawania związków karboksylowych w oleju estrowym modelem wielomianowym trzeciego stopnia.
EN
In this paper kinetics of thermal oxidation of mineral (Nytro 10GBN) and synthetic transformer oils (Midel 7131) were comparised. Research was based on results of acid number determination and analysis of IR spectrum. Mathematical describe of obtained spectrum allowed to separate overlapping spectral bands and calculate of analytical band's field, characteristic for thermal oxidation products. It has been found that the kinetics of oxygen-containing products formation can be described by linear model, and the kinetics of carboxylic compounds formation in oil can be described by polynominal model of third degree.
Praca dotyczy wytwarzania warstw SiO2 i SiNxOy metodą termiczną na podłożach 4H-SiC. Na podstawie pomiaru wysokoczęstotliwościowej charakterystyki pojemnościowo-napięciowej (HF C-V) zostały wyliczone: napięcie płaskich pasm, ładunek efektywny, średnia gęstość stanów pułapkowych, domieszkowanie podłoża. Wartości otrzymanych parametrów wskazują na możliwość zastosowania badanych warstw jako dielektryka bramkowego lub do pasywacji przyrządów mocy typu MS i MIS wytwarzanych na podłożach 4H-SiC.
EN
The thermal oxidation and nitridation of 4H-SiC surface was carried out. Flat-band voltage, equivalent oxide charge, average interface-state density and epitaxial layer doping were extracted from the HFcapacitance-voltage curves. Satisfactory electrical parameters of films indicate a possibility of application as a gate insulator for MIS devices and also for passivation and as an edge termination for power MS and MIS devices.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.