Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Cytotoxicity of hydroxyapatite coatings modified with silver nanoparticles

Sulej-Chojnacka J., Ignatiev M.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

Vol. 15, no. 116-117 spec. iss.

6--7

EN

Application of nanosized particles with antibacterial properties is of great interest in the development of new biocompatible products. Due to the excellent antibacterial activity Ag NPs and Ag NPs containing composites are widely used in many bactericidal applications. The objective of the present research is to characterize the cytotoxity properties of plasma sprayed hydroxyapatite coating (HA) modified by sedimentation of Ag NPs on its' surface. The present research was carried out in the frame of European FP7 NANOMINING Project "Development of New Nanocomposites Using Materials from Mining Industry" (NMP4-CP-2011-263942).

2

Forging tools modification with graphene-like solid lubricant nanoparticles

Leshchynsky V., Ignatiev M., Wiśniewska-Weinert H., Borowski J., Rybak T., Dobrovnik I.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2010

|

Vol. 43, nr 1

341--348

EN

Purpose: Working conditions of forging tools have become severer with the years. To increase their wear and heat resistance the surface of the tool is coated by CVD/PVD methods. Relatively high friction coefficient of coatings results in high friction losses and low durability of coating films due to high shear stress at tool–workpiece interface. That is why improved self-lubricating system should be developed. Combination of modern coatings (nanostructured, nanolayers, nanocomposites, etc.) with self-lubricating tool design and application of solid lubricant MoS2 and WS2 graphene-like nanoparticles is very promising and effective way to solve existing forging tool problems. Design/methodology/approach: Laser micro-machining technology was applied to fabricate the network of micro-channels which serve like reservoirs for encapsulation of solid lubricant nanoparticles into tool body. Wide ranges of tribological tests on T-10 ball-on-disc tester were carried out to define the optimal geometry and network configuration of micro-channels ensuring generation of a lubricious transfer film at the tribological contact. Findings: As a result, increased tool durability and high forging precision could be reached. Analysis of failure mechanisms for different forging tools were carried out. It was found that one of the important reasons of tool wear is a high friction coefficient between treated material and the tool. Graphene-like nanoparticles of MoS2 solid lubricant were produced by Rolling Cleavage Technology. Paper consist SEM, TEM and AFM analysis of applied coatings and solid lubricant particles. Research limitations/implications: The continuous supply to a sliding area of nanoparticles will be for the first time applied to decrease high shear stress at an interface between forging tool and treated material.The next research step will be the transfer of the developed methods of self-lubrication from samples to real cold forging tools. Originality/value: Analysis of failure mechanisms for different forging tools were carried out.

3

Manufacturing powder bearings modified with solid lubricant nanoparticles for high temperature applications

Wiśniewska-Weinert H., Leshchynsky V., Ignatiev M., Rybak T.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

521-524

EN

In the past tribology of WS2 and MoS2 nanoparticles is being studied intensively. So the tasks of characterization and analysis of nanoparticles behaviour during the tribological process are of great importance. The last one is associated with solid lubricant particles' ensembles loading, movement, compression and destruction at sliding interface. The loose solid lubricant powders especially nanopowders behave very differently in many aspects compared with other powders. We study the friction behaviour and the approach to determine friction regimes and friction coefficients of WS2 nanoparticles during a sliding process of real friction pair 'sleeve-shaft' at high temperature. The high temperature 'sleeve-shaft' friction tests with chemically synthesized and milled solid lubricant nanoparticles which possess vastly different particle morphology are made. The characteristics of the friction process are analyzed by calculation of Striebek curves to account for the combined influence of the friction regime and particle morphology on the friction and wear behaviour of bearing components at high temperature.

PL

W przeszłości prowadzono intensywne badana tribologiczne nanocząstek WS2 i MoS2. Tak więc charakterystyka i analiza zachowania nanocząstek podczas procesów tribologicznych mają zasadnicze znaczenie. To ostatnie jest powiązane z rozkładem naprężeń, przemieszczaniem się, ściskaniem i rozpadem pod wpływem procesu tarcia. Swobodne cząstki proszków smarów stałych, a w szczegolności nanoproszków wykazują odmienne zachowanie w porównaniu z innymi proszkami. Przebadano nanocząstki WS2 w celu określenia warunków i współczynnika tarcia podczas procesu tarcia ślizgowego rzeczywistej pary: "tuleja-wałek" w wysokiej temperaturze. Zostały wykonane wysokotemperaturowe badania "tuleja-wałek" z chemicznie zsyntezowanymi i zmielonymi nanocząstkami smaru stałego o diametralnie rożnej morfologii. Charakterystyka procesu tarcia wykonana została z zastosowaniem krzywych Striebecka, w celu wyznaczenia łącznego wpływu warunków tarcia i morfologii cząstek smaru na proces tarcia i zużycie elementów łożysk w podwyższonej temperaturze.

4

Badania procesu tarcia w wysokich temperaturach pary tuleja-wałek z nanocząsteczkowym smarem stałym

Leshchynsky V., Ignatiev M., Rybak T. T.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2009

|

T. 20, nr 4

43-56

PL

W artykule opisano badania procesu tarcia i zużycia proszkowego smaru stalego z nanoczastkami WS2 i MoS2 w wysokiej temperaturze. Przeprowadzono badania pary tracej tuleja-walek w wysokiej temperaturze smarowania chemicznie zsyntezowanym i zmielonym smarem stalym z nanocząstek. Charakterystyka procesu tarcia byla analizowana na podstawie krzywych Stribeck’a. Celem pracy bylo wyznaczenie wplywu warunków tarcia i morfologii cząstek na zużycie elementów łożyska w wysokiej temperaturze. W pracy omówiono badania mikro i nanoczastek proszków smarujacych WS2 i MoS2 zastosowanych do łożysk ślizgowych do ukladów wentylacyjnych samolotu AIRBUS, stanowiace fragment badań wykonanych m.in. w projektach miedzynarodowych INTAS i TRIBO.

EN

In the past tribology of WS2 and MoS2 nanoparticles is being studied intensively. So the tasks of characterization and analysis of nanoparticles behavior during the tribological process are of great importance. The last one is associated with solid lubricant particles’ ensembles loading, movement, compression and destruction at sliding interface. The loose solid lubricant powders especially nanopowders behave very differently in many aspects compared with other powders. We study the friction behaviour and the approach to determine friction regimes and friction coefficients of WS2 nanoparticles during a sliding process of real friction pair ‘sleeve-shaft’ at high temperature. The high temperature ‘sleeve-shaft’ friction tests with chemically synthesized and milled solid lubricant nanoparticles which possess vastly different particle morphology are made. The characteristics of the friction process are analyzed by calculation of Stribeck curves to account for the combined influence of the friction regime and particle morphology on the friction and wear behavior of bearing components at high temperature.

5

Friction and wear with WS2 nanoparticles under mixed and boundary lubrication

Leshchynsky V., Weinert H., Ignatiev M., Kozubowski J. A., Smalc-Koziorowska J.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2008

|

T. 19, nr 1

29-40

EN

The mixture of Inorganic Fullerene-like (IF) WS2 and Graphene-like nanoparticles were tested under mixed and boundary lubrication in air. The mixture of nanoparticles was synthesized by chemical vapor condensation (CVC) by the pyrolysis of W(CO)6 carbonyls. The synthesized nanoparticles were not found to give an ultra-low friction coefficient compared to hexagonal 2H-WS2 nanoparticles made by special rolling-milling technique. However, under the conditions of our experiments using contact loads of 300-900N and sliding velocity 0.44m/sec it is found that all nanoparticles can dramatically improve the anti-wear properties of the base oil. Additionally, an unusual friction behavior was found for nanoparticle suspension applied in step-load tests. A sharp drop of friction coefficient (up to 0.015) was registered at the normal load increase while usually friction coefficient sharp increase (up to 0.025) occurs for oil lubrication case. The nanoparticles and the interface were investigated using High Resolution TEM, SEM, XRD and surface analyses (XPS) on the wear tracks. The WS2 graphene-like nanoparticles were found to present in amorphous-crystalline mixture. The WS2 films were generated at the interface. Shear-induced reorientation of the graphene-like nanoparticles at the increase of contact stress assured low friction and unusual friction behaviour as compared to those of oil lubrication.

PL

Badano mieszaninę nieorganicznych cząstek fullerenopodobnych (IF) WS2 i grafenopodobnych w warunkach smarowania mieszanego i granicznego w powietrzu. Mieszaninę nanocząstek syntetyzowano w drodze skraplania pary chemicznej (CVC) przez pirolizę karbonylów W(CO)6. Nie stwierdzono, by zsyntetyzowane nanocząstki dawały bardzo niski współczynnik tarcia w porównaniu z sześciokątnymi nanocząstkami 2H-WS2 sporządzonymi specjalną techniką walcowania-mielenia. Jednakże, w warunkach naszych doświadczeń z zastosowaniem obciążeń stykowych 300-900 N i prędkości poślizgu 0,44 m/sek okazuje się, że wszystkie nanocząstki mogą znacznie poprawić przeciwzużyciowe własności oleju bazowego. Ponadto, stwierdzono niezwykłe zachowanie tarciowe dla zawiesiny nanocząstek stosowanej w próbach obciążania krokowego. Duży spadek współczynnika tarcia (do 0,015) zanotowano przy normalnym wzroście obciążenia, gdy tymczasem w przypadku smarowania olejem zwykle zdarza się duży wzrost współczynnika tarcia (do 0,025). Nanocząstki i powierzchnię styku poddano badaniu za pomocą TEM, SEM, XRD o wysokiej rozdzielczości i w drodze analizy powierzchniowej (XPS) na śladach zużycia. Stwierdzono obecność grafenopodobnych nanocząstek WS2 w mieszaninie amorficzno-krystalicznej. Na powierzchni styku tworzyły się filmy WS2. Spowodowana ścinaniem reorientacja nanocząstek grafenopodobnych przy wzroście naprężenia stykowego zapewniła niskie tarcie i niezwykłe zachowanie tarciowe w porównaniu ze smarowaniem olejowym.

6

Zastosowanie nanocząstek do wytwarzania wielofunkcyjnych powłok nanostrukturalnych

Ignatiev M., Kovalev E.

Obróbka Plastyczna Metali

|

2006

|

T. 17, nr 4

37-41

PL

W ostatnim czasie rozwój nowych technologii stosujących nanocząstki do wytwarzania makroelemntów stał się bardzo ważnym obszarem inżynierii materiałowej. Zmniejszenie wymiaru cząstek do skali nanometrycznej może powodować znaczne polepszenie takich właściwości makro-materiałów jak: twardość, odporność mechaniczna, odporność na zużycie i korozję. Ostatnie wyniki badań pokazują, że skonsolidowane nanomateriały posiadają lepsze właściwości eksploatacyjne: podwyższoną twardość i odporność mechaniczną w połączeniu z niskim współczynnikiem tarcia. W celu utrzymania nanometrycznych wymiarów ziaren materiału wyjściowego ważne jest zastosowanie odpowiednich metod konsolidacji (np. spiekanie materiałów litych lub nakładanie powłok poprzez natryskiwanie). Konwencjonalne techniki natryskiwania cieplnego: natryskiwanie plazmowe, natryskiwanie płomieniowe oraz natryskiwanie naddźwiękowe (HVOF- Hhigh Velocity Oxyfuel Spray) nie rozwiązują całkowicie tego problemu ponieważ w tych procesach następuje utlenianie materiałów w podwyższonych temperaturach. Natryskiwanie detonacyjne (DS) polega na nadaniu dużego przyspieszania cząstkom przy niskiej ich temperaturze. Niniejszy artykuł przedstawia nową technikę (DS) nakładania gęstych nanostrukturalnych powłok wolframowo-węglikowych/kobaltowych. Nałożoną powłokę nanostrukturalną poddano badaniom na: skaningowym mikroskopie tunelowym (STM) i spektroskopie elektronów Augera (AES) Wykazano, że technika DS pozwala na utrzymanie wyjściowej nanostruktury proszku. Testy tribologiczne i mechaniczne wykazały wysoką odporność powłoki na zużycie.

EN

Development of novel technologies for nanoparticles macro-applications has recently become a very important field in materials science, because the size reduction to nanometric scale could provide significant improvement in macro material properties: hardness, toughness, wear, and corrosion resistance. Recent research results have shown that consolidated nano-materials have significantly improved operating properties: increased hardness and toughness in conjunction with low friction coefficient. To reach these advantages, preservation of the nanometer grain sizes of the initial materials should be provided with applied consolidation methods (sintering of bulk materials or coating deposition by spraying). Conventional thermal spraying techniques (Plasma Spraying, Flame Spraying and HVOF) can not solve completely this problem due to considerable particle heating in spraying jet. Detonation Spraying (DS) is based on the principle of extremely high particles acceleration at low particle temperature. The present article presents novel DS technique to deposit dense nanostructured tungsten carbide/cobalt coatings. Deposited nanostructured coating was studied by modern technique for nanostructure research (Auger nanoprobe, Tunnel Microscopy, etc.). It was shown that DS technique allows to keep initial powder nanostructure. Tribological and mechanical trials have demonstrated high coating wear resistance and fracture toughness.

7

Increase of reliability and tribological characteristics of gyroscopes

Kovalev E., Ignatiev M., Wisniewska-Weinert H., Leshchynsky V.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2006

|

Vol. 11, no 3

501-506

EN

Now gyroscopic devices are applied in many industrial areas. Alongside with traditional mechanical gyroscopes, the increasing weight is got by systems of mechanical group realizing more perfect principles of their construction, such as gyroscopes with non-contact levitating rotor. However, complication of gyroscopic devices entails a number of problems which are not solved till now. One of the most critical problems is reliability of a rotor and stator at an emergency situation. This situation is characterized by "landing" of a rotor on stator. It leads to destruction of elements of stator because of high tangential loading (friction coefficient of ferrite is more than 0.25). Special coatings for ferrite materials have been developed to decrease friction coefficient (to 0.07) and to provide stator and rotor reliability even under emergency situation: amorphous (Al-Si)N magnetron coating and coating based on MoS2 nanoparticles with polymer binder. Tests of the developed coating was realised in vacuum [...] at loading 1-5 MPa and sliding velocity of 0.2-1.0m/s. The test results show that problem of durability of gyroscopes with non-contact levitating a rotor can be successfully solved with the help of new coatings.

8

Development of nanostructuring technique to produce pm - parts with improved tribological properties

Wisniewska-Weinert H., Leshchynsky V., Kędzia Ł., Ozwoniarek J., Ignatiev M., Kovalev E.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2006

|

Vol. 11, no 3

529-533

EN

The authors of the article present nanoparticles impregnation technique developed by Metal Forming Institute (Poznan) for production of sintered powder parts characterised by low friction coefficient at high temperatures. The powder forging of the precision high performance structural components is of great importance to achieve a definite material density. This study is focused on deformation PM- parts. e.g. sleeve bearing during precision cold forging. Presented results relate to sleeve bearing fabricated by the method of forging powder parts impregnated with mixtures of oil and specially developed nanoparticles with desired solid lubricating properties. A proper strain distribution during plastic deformation of particulate material has been achieved by the optimization of the technological parameters. The results of tribological examination of impregnated PM - parts were evaluated to optimize tribological properties of nanocomposites.

9

Friction and wear of diffusion MoS2 solid lubricant coatings

Kovalev E., Ignatiev M., Leshchynsky V., Wiśniewska-Weinert H.

Problemy Eksploatacji

|

2005

|

nr 2

171--179

EN

The main objective of the presented research is an analysis of tribological properties of multilayered MoS2 solid lubricant coatings produced by diffusion synthesis. These coatings are applied to provide high serviceability of friction assemblies in air, helium environment and vacuum in the temperature range 300-973 K. The following configurations were used for wear tests: disk-on-disk with one annular ledge, disk-on-disk with three annular ledges and pin-on-disk.

PL

Głównym celem badań była analiza właściwości tribologicznych wielo-warstwowych powłok smarujących MoS2 wytwarzanych w procesie syntezy dyfuzyjnej. Powłoki takie stosowane są dla zapewnienia wysokiej jakości pracy węzłów tarcia w środowisku powietrza, helu i w próżni, w temperaturze od 300 do 973 K. W badaniach zużycia użyto następujących konfiguracji elementów testowych: tarcza-tarcza z jednym pierścieniowym występem tarcza-tarcza z trzema pierścieniowymi występami oraz trzpień-tarcza.