Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of surface titanum modification on interaction with graphene oxide coatings

Frączek-Szczypta A., Kluska S., Młynarska P.

Engineering of Biomaterials

|

2017

|

Vol. 20, no. 143 spec. iss.

70

2

Effects of plasma-assisted CVD surface modification of the Crofer 22APU steel on its selected physicochemical properties

Januś M., Kluska S., Bobruk M., Brylewski T., Jastrzębski W., Zimowski S., Grzesik Z.

Ochrona przed Korozją

|

2015

|

nr 11

418--422

EN

The paper presents the modification of the surface of the Crofer 22APU ferritic stainless steel with SiCxNy(H) layer, and its influence on the applicability of the steel in intermediate-temperature solid oxide fuel cell (IT-SOFC) interconnects. The layer was obtained via plasma-assisted chemical vapor deposition (PACVD) with and without prior nitriding. To determine the impact of the surface modification on the steel’s resistance to high-temperature corrosion and the on its mechanical properties, the chemical composition, structure, and microstructure were investigated by means of FTIR, XRD, and SEM-EDS. Microhardness and Young’s modulus were also measured. It was demonstrated that the deposition of the SiCxNy(H) layer in plasmo-chemical conditions after prior nitriding of the surface of the Crofer 22APU is beneficial.

PL

Praca dotyczy modyfikacji powierzchniowej polegającej na naniesieniu warstwy SiCxNy(H) na stal ferrytyczną Crofer 22APU z przeznaczeniem na interkonektory do ogniw paliwowych typu IT-SOFC. Warstwę otrzymano przy użyciu techniki chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganej plazmowo (PACVD) bez uprzedniego azotowania oraz z wcześniejszym azotowaniem. W celu określenia wpływu modyfikacji powierzchniowej stali na poprawę odporności na korozję wysokotemperaturową oraz właściwości mechanicznych zostały przeprowadzone badania składu chemicznego, struktury i mikrostruktury przy użyciu FTIR, XRD i SEM-EDS a także pomiary mikrotwardości i modułu sprężystości. Wykazano, że korzystne jest otrzymanie warstwy SiCxNy(H) po uprzednim procesie azotowania powierzchni stali Crofer 22APU w warunkach plazmochemicznych.

3

Modyfikacja powierzchni PEEK za pomocą plazmy niskotemperaturowej

Kluska S., Jonas S., Jurzecka-Szymacha M., Kyzioł K.

Inżynieria Materiałowa

|

2015

|

Vol. 36, nr 1

33--36

PL

Modyfikacja powierzchni metodami plazmowymi jest jedną ze skutecznych i ekonomicznych technik obróbki powierzchni wielu materiałów, w tym materiałów polimerowych. Zaletą modyfikacji powierzchni plazmą jest możliwość selektywnej zmiany właściwości powierzchni, takich jak np. biokompatybilność, podczas gdy pozostałe cechy materiału pozostają niezmienione. Powierzchnia polieteroeteroketonu (PEEK) została modyfikowana przez trawienie jonowe w plazmie niskotemperaturowej w atmosferze Ar, He + N2, N2O przez 900 s. W pracy przeprowadzono analizę struktury chemicznej PEEK, przeprowadzono badania morfologii powierzchni, a także zmierzono chropowatość powierzchni za pomocą mikroskopu sił atomowych (AFM), jak również wykonano pomiary swobodnej energii powierzchniowej. Największy wzrost składowej polarnej energii powierzchniowej obserwowano dla PEEK modyfikowanego w plazmie Ar i He + N2, co koreluje ze znacznym wzrostem stężenia tlenu i azotu potwierdzonym w badaniach XPS. Dla PEEK modyfikowanego w plazmie N2O zaobserwowano zmiany w topografii powierzchni i zwiększenie nierówności, natomiast zmiany w składzie chemicznym powierzchni i swobodnej energii powierzchniowej były nieznaczne.

EN

Surface modification by plasma treatment is an effective and economical surface treatment technique for many materials including polymeric materials. The unique advantage of plasma modification is that the surface properties and biocompatibility can be enhanced selectively while the bulk attributes of the materials remain unchanged. The surface of the polyetheretherketone (PEEK) samples was modified by the radio frequency Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD) at 13.56 MHz in the atmosphere of Ar, He + N2, N2O through 900 s. Morphological characterization of the PEEK as well as its surface roughness, chemical structure, and surface free energy were investigated by atomic force microscopy (AFM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and sessile drop technique, respectively. The highest increase in the polar component of the total surface energy was observed for PEEK modified by Ar and He + N2 plasma, which correlated with significant increase in the concentration of oxygen and nitrogen-containing chemical functionalities as revealed by XPS. For PEEK submitted to N2O plasma treatment significant changes in surface topography and increase in roughness were observed, but changes in surface chemistry and surface free energy were mild.

4

Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition – Technological Design Of Functional Coatings

Januś M., Kyzioł K., Kluska S., Konefał-Góral J., Małek A., Jonas S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

909--914

EN

Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition (PA CVD) method allows to deposit of homogeneous, well-adhesive coatings at lower temperature on different substrates. Plasmochemical treatment significantly impacts on physicochemical parameters of modified surfaces. In this study we present the overview of the possibilities of plasma processes for the deposition of diamond-like carbon coatings doped Si and/or N atoms on the Ti Grade2, aluminum-zinc alloy and polyetherketone substrate. Depending on the type of modified substrate had improved the corrosion properties including biocompatibility of titanium surface, increase of surface hardness with deposition of good adhesion and fine-grained coatings (in the case of Al-Zn alloy) and improving of the wear resistance (in the case of PEEK substrate).

PL

Metoda chemicznego otrzymywania warstw z fazy gazowej w warunkach plazmy (PA CVD – Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition) umożliwia otrzymywanie homogenicznych struktur warstwowych w niskich temperaturach, o dobrej adhezji do podłoży. Warunki w jakich prowadzone są procesy plazmochemiczne w znacznym stopniu decydują o właściwościach fizykochemicznych modyfikowanych powierzchni. W pracy przedstawiono możliwości w zakresie projektowania procesów plazmochemicznych z otrzymaniem warstw DLC (Diamond-like Carbon) dotowanych atomami Si i/lub N. W zależności od rodzaju modyfikowanego podłoża uzyskano poprawę właściwości korozyjnych przy zachowaniu biokompatybilności powierzchni (w przypadku Ti Grade2), poprawę twardości powierzchni na drodze otrzymania drobnoziarnistej powłoki o dobrej adhezji do podłoża (w przypadku Al-Zn) i poprawę odporności na zużycie (w przypadku PEEK).

5

Właściwości żaroodporne stali zaworowych poddanych procesowi azotowania

Smoła G., Drożdż M., Kyzioł K., Kluska S., Grzesik Z.

Ochrona przed Korozją

|

2013

|

nr 11

549--551

PL

Zbadano przebieg utleniania w warunkach wstrząsów cieplnych trzech gatunków stali zaworowych (X33CrNiMn23-8, X50CrMn-NiNbN21-9, X53CrMnNiN20-8) poddanych procesowi powierzchniowego azotowania. Wykazano, że proces azotowania stali o największej zawartości chromu (X33CrNiMn23-8) nie wpływa praktycznie na przebieg korozji. W przypadku pozostałych stali o niższej zawartości chromu, proces azotowania nieznacznie obniża przyczepność zgorzelin do podłoża.

EN

The oxidation behavior under thermal shock conditions of three valve steels (X33CrNiMn23-8, X50CrMnNiNbN21-9, X53CrMn- NiN20-8) subjected to nitriding process has been studied. It has been found that nitrided steel, containing highest chromium concentration (X33CrNiMn23-8), has virtually no influence on its corrosion behavior. In the case of remaining steels, with lower chromium concentration, the nitriding process decreases slightly scale adherence to substrate.

6

Silicon carbonitride layers deposited on titanium and polyurethane by PACVD method

Konefał-Góral J., Małek A., Kluska S., Jastrzębski W., Zimowski S., Jonas S., Lis J.

Materials Science Poland

|

2013

|

Vol. 31, No. 3

476--483

EN

This work reports the results concerning formation and tribological properties of SiCxNy(H) layers deposited on Ti Grade 2 and polyurethane foil. Depending on the substrate, two variants of PACVD were used. The SiCxNy(H) layers on titanium were deposited with application of MWCVD (2.45 GHz, 2 kW). The layers on polyurethane were deposited using RFCVD (13.56 MHz, 400 W). Good adhesion between the SiCxNy(H) layers and polymeric foil was achieved by formation of a transitional C:N:H layer and incorporating Si gradient into the structure of the SiCxNy(H) layer. The chemical composition of the layers was tailored by precise control of the gaseous precursors ratios: [SiH4]/[NH3], [SIH4]/[NH3]/[CH4], [SiH4]/[CH4] or [SiH4]/[N2]/[CH4]. The structure and chemical composition of the obtained layers were subjected to further studies (FTIR, SEM/EDS). The roughness, friction coefficient and wear resistance were also measured. The results show that SiCxNy(H) layers offer attractive tribological properties which make them good candidates for various applications, including biomedical devices.

7

Wpływ plazmochemicznej modyﬁkacji powierzchni stopów Al-Zn-Mg na ich budowę i wybrane właściwości użytkowe

Kyzioł K., Kaczmarek Ł., Kluska S., Środa M., Jonas S.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 5

497--500

PL

Praca przedstawia wyniki badań budowy i wybranych parametrów użytkowych stopów Al-Zn-Mg przed i po modyﬁkacji ich powierzchni metodą RF CVD (Radio Frequency Chemical Vapour Deposition). W prowadzonych eksperymentach zmieniano rodzaj i skład otrzymywanej powłoki, którą stanowiły struktury SiNH lub SiNH dotowane węglem. Za każdym razem stopy poddawano procesowi trawienia jonowego (Ari) i azotowania powierzchni w warunkach plazmochemicznych. Do badań wykorzystano techniki typowe dla inżynierii materiałowej, mikroskopię elektronową skaningową (SEM) Z analizą składu chemicznego (EDS), dyfraktometrię rentgenowską (XRD) oraz badania twardości, modułu Younga (metodą nanoindentacji) i parametrów zużycia tribologicznego (współczynnika tarcia) wraz z obrazami niszczenia powłok. Na podstawie otrzymanych wyników można stwierdzić, że otrzymanie powłoki przeciwzużyciowej (SiCNH) zawierającej w swojej strukturze węgiel wpływa korzystniej zarówno na badane parametry mechaniczne (twardość ok. 9 GPa, moduł Younga ok. 85 GPa), jak i tribologiczne w porównaniu z modyfikacją, w której powłokę zewnętrzną stanowiła powłoka SiNH. Można to tłumaczyć obecnością w strukturze wiązań CN, CC i fazy SiC, których odpowiednio wytrzymałość i budowa w znacznym stopniu mogą wpływać na synergizm układu powłoka-podłoże.

EN

The work presents the results of the selected physicochemical parameters of Al-Zn-Mg alloys before and after surface modiﬁcation using RF CVD (Ra- dio Frequency Chemical Vapour Deposition) method. In research, type and composition ofthe studied layer, i.e. SiNH coatings or SiNH coatings doped carbon atoms, were changed. Every time, the alloys were treated by plasma etching and nitriding. Typical techniques for materials engineering such as scanning electron microscopy (SEM) with EDS analysis, X-ray diffraction, nanoindentation method (hardness and Young's modulus) and tribological parameters (incl. friction coefﬁcient) with proliferation of coatings images were applied in the performer study. It can be concluded that the obtained anti-wear coatings, containing carbon in its structure, positively inﬁuence on mechanical (hardness approx. 9 GPa, Young's modulus approx. 85 GPa) and tribological parameters, in comparison with the modified external surfaces with SiNH coatings. It can be explained by CN, CC bonds in coating structure as well as SIC phase, both existence may inﬁuence on synergism of coating-aluminum alloy system.

8

Synteza i właściwości warstw węgloazotku krzemu na polieteroeteroketonie

Małek A., Konefał-Góral J., Kluska S., Tkacz-Śmiech K., Jonas S., Wierzchoń T.

Engineering of Biomaterials

|

2013

|

Vol. 16, no. 119

40--44

PL

Warstwy węgloazotku krzemu posiadają szereg interesujących właściwości, w tym mechanicznych i biologicznych. Jednak synteza tego typu warstw na podłożach polimerowych jest bardzo trudnym zadaniem, ze względu na niską energię powierzchniową polimerów oraz ich wrażliwość na działanie podwyższonych temperatur. W tej pracy pokazujemy, że jest to możliwe poprzez zastosowaniem metody chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmy generowanej falami o częstości radiowej (RFPACVD, 13,56 MHz, 400 W). Strukturę otrzymanych warstw analizowano przy użyciu spektroskopii w podczerwieni z transformatą Fouriera (FTIR). Wykazano obecność ugrupowań typu Si-C, Si-N, C-N, C=N, C=C, C=N, Si-H i C-H. Badania tribologiczne i biologiczne pokazały, że warstwa SiCxNy(H) ma dobre właściwości ślizgowe, a otrzymany materiał kompozytowy, podłoże PEEK-warstwa a-C:N:H/SiCxNy(H), charakteryzuje się niższym współczynnikiem tarcia, wyższą odpornością na zużycie oraz lepszą biozgodnością w porównaniu do niemodyfikowanego polieteroeteroketonu. Wysoką adhezję warstwy do podłoża uzyskano poprzez odpowiednie przygotowanie osadzanej powierzchni na drodze trawienia w plazmie argonowej. Trawienie jonowe powoduje bowiem wzrost chropowatości oraz energii powierzchniowej modyfikowanych podłoży. Również wytworzenie warstwy pośredniej, nie zawierającej krzemu (a-C:N:H), przyczyniło się do osiągnięcia wysokiej adhezji pomiędzy warstwą a-SiCxN(H) a polimerowym podłożem.

EN

Silicon carbonitride layers have many interesting properties, including mechanical and biological ones. However obtaining such layers on polymeric substrate is very difficult due to low surface energy of polymers and their sensivity to elevated temperatures. In this work it is shown that it is possible by application of plasma assisted chemical vapour deposition, where plasma is generated by radiowaves (RF PACVD, 13.56 MHz, 400 W). The structure of the layers was analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The presence of Si-C, Si-N, C-N, C=N, C=C, C=N, Si-H and C-H bonds was shown. Tribological and biological studies revealed that the SiCxNy(H) layer has good sliding properties and obtained composite material PEEK/a-C:N:H/SiCxNy(H) exhibits lower friction coefficient, higher wear resistance and better biocompatibility compared to the unmodified polyetheretherketone. Good adhesion between the layer and the substrate has been achieved by a proper preparation of the substrate surface by subjecting it to the Ar plasma etching. Such pre-treatment caused increasement of surface energy and roughness parameters of modified polymers. Formation of the intermediate carbon nitride layer also contributed to ensuring high adhesion between a-SiCxNy(H) layer and polymeric substrate.

9

Właściwości aplikacyjne amorficznych warstw na bazie krzemu podwyższające sprawność ogniw słonecznych

Swatowska B., Kluska S., Panek P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 5

37-40

PL

W pracy przedstawiono omówienie najważniejszych, z punktu widzenia ich przyszłego zastosowania w ogniwach słonecznych, właściwości amorficznych warstw uwodornionych typu a-Si:C:H, a-Si:N:H czy też a-SiCN:H. Do wytwarzania wymienionych warstw zastosowano metodę chemicznego osadzania z fazy gazowej PECVD. Mieszaniny reakcyjne to: CH4+SiH4, NH3+SiH4 oraz CH4+SiH4+NH3. Analizie poddano właściwości strukturalne, morfologiczne i optyczne warstw. Określono zarówno ich skład chemiczny atomowy i wagowy, zawartość wiązań wodorowych, a także wyznaczono parametry optyczne:współczynnik załamania n, przerwę optyczną Eg oraz współczynnik odbicia efektywnego Reff. Uwzględniając rolę pokryć antyrefleksyjnych w ogniwach słonecznych analizowano wpływ wybranych parametrów warstw na właściwości aplikacyjne ogniw PV. Warstwa antyrefleksyjna o odpowiednim współczynniku załamania, grubości oraz współczynniku odbicia może podwyższyć sprawność ogniwa nawet o 30% względnych.

EN

This paper provides an overview of the most important characteristics of the hydrogenated amorphous layers type a-Si:C:H, a-Si:N:H and a-SiCN:H, of the points of view of their future applications in solar cells. For the preparation of these thin films was applied method of chemical vapor deposition PECVD. Gaseous mixtures used: CH4+SiH4, NH3+SiH4 and CH4+NH3+SiH4. The structure, morphology and optical properties of layers were analyzed. Defined in both their atomic and weight chemical composition, the content of hydrogen bonding, as well as optical parameters were determined: refractive index n, energy gap Eg, effective reflection coefficient Reff and thickness d. Taking into account the role of antireflective coatings for solar cells, the influence of selected parameters of layers on PV cells properties was analyzed. Antireflective coating of suitable refractive index, thickness and reflectance coefficient may increase cell efficiency by up to 30% relative.

10

Wpływ parametrów procesu tlenoazotowania na właściwości użytkowe stopu Ti-6Al-4V

Januś M., Kluska S., Kyzioł K., Jonas S., Zimowski S.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 3

177--180

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących tlenozotowania stopu tytanu Ti-6Al-4V za pomocą chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganego plazmą generowaną falami o częstotliwości radiowej (RFCVD 13,56 MHz, 300 W). Proces prowadzono w atmosferze gazów zawierających N2O i Ar w różnych proporcjach. Skład chemiczny i morfologię powierzchni badano metodą SEM/EDS. Badania odporności korozyjnej przeprowadzono przyspieszoną techniką polaryzacyjną w roztworze sztucznej śliny w temperaturze 37°C. Wyznaczono wartość współczynnika tarcia i wskaźnika zużycia uzyskanych materiałów. Otrzymane wyniki potwierdzają tezę, że najlepsze właściwości użytkowe zapewnia warstwa wierzchnia zawierająca azot oraz tlen. Stopy modyfikowane opisaną metodą charakteryzują się właściwościami pożądanymi w zastosowaniach medycznych.

EN

This work includes the results of studies on oxynitriding titanium and its alloy (Ti-6Al-4V) surface. This process has been carried out using the Chemical Vapour Deposition method with plasma, which was generated by radio frequency waves (RFCVD 13.56 MHz, 300 W). This process was carried out in an atmosphere containing N2O and Ar in various proportions. The chemical composition and morphology of the surface have been tested by SEM/EDS. The corrosive resistance test was accelerated with the polarisation technique in artificial saliva at 37°C. The friction coefficient and wear indicator were determined. These results confirmed conjectures that samples whose composition includes nitrogen and oxygen have the best usable properties. Materials modified in this way are promising for applications in medicine.

11

Modyfikacja powierzchni polimerów przez osadzanie warstw węglowych i ceramicznych

Małek A., Konefał-Góral J., Kluska S., Tkacz-Śmiech K., Jonas S.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 6

560--564

PL

Tematyka pracy jest związana z badaniami, których celem jest zapewnienie optymalnych właściwości tworzyw polimerowych, które obecnie w coraz większym stopniu zastępują w technice metale i ich stopy oraz szkło i ceramikę. Istotnym walorem w tych zastosowaniach jest ich mały ciężar właściwy, dobra odporność na korozję, możliwość precyzyjnego i taniego formowania elementów mechanicznych. Wykonuje się z nich uszczelki, amortyzatory, elementy stosowane w lotnictwie, przemyśle chemicznym, elektrycznym i samochodowym. Pewne ograniczenia w stosowaniu wynikają z ich słabych właściwości powierzchniowych, takich jak mała twardość, mała odporność na ścieranie i zarysowanie. Skutecznym sposobem poprawy tych właściwości jest osadzanie odpowiednich warstw metodami zapewniającymi dobrą przyczepność do podłoża w temperaturze nie przekraczającej temperatury mięknięcia polimeru. W pracy przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem i charakterystyką warstw węglowych typu a-C:H, a-C:N:H oraz hybrydowych a-C:N:H/SiCxNy(H) na poliwęglanie, poliuretanie oraz polieteroeteroketonie metodą RFCVD. Warstwy szczelnie maskują powierzchnie polimerów i są dobrze przyczepne do podłoża dzięki wytworzeniu przed procesem osadzania międzywarstwy przez trawienie powierzchni Ar+ lub w postaci a-C:N:H. Wszystkie pierwiastki tworzące poszczególne warstwy występują w postaci związanej w ugrupowaniach węgiel-wodór, węgiel-azot, węgiel-węgiel, azot-wodór, węgiel-wodór, a w a-C:N:H/SiCxNy(H) dodatkowo krzem-węgiel, krzem- -azot, krzem-wodór. Modyfikacja prowadzi do znaczącej poprawy właściwości mechanicznych polimerów. Najlepsze efekty osiąga się w przypadku warstw zawierających krzem.

EN

Topics of this work is to determine the operational properties of polymers, a group of materials which are currently replacing in technique metals and its alloys, glass and ceramics. An important advantage of this materials in these applications is their low specific weight, corrosion resistance, the ability to easy and low cost forming for example mechanical components. Polymers are good materials on seals, shock absorbers, components used in aerospace, chemical, electrical and automotive industries. Certain restrictions on its use due to their poor surface properties such as low hardness, low resistance to abrasion and scratching. An effective way to improve insufficient properties is deposition on their surface layer with good adhesion to the substrate at temperatures not exceeding the softening temperature of the polymer. The paper presents results of research on obtaining and characterization of carbon layers a-C:H, a-C:N:H and hybrid a-C:N:H/SiCxNy(H) on polycarbonate, polyurethane and polieteroeteroketonie by RFCVD. The layers obtained in this process tightly covered polymers and are well adhesive to the substrate because of formation interlayer during etching by Ar+ ions or in the form of a-C:N:H. All the elements forming the individual layers are bonded in groupings of carbon-hydrogen, carbon-nitrogen, carboncarbon, nitrogen, hydrogen, carbon-hydrogen and in a-C:N:H/SiCxNy(H) additional silicon-carbon, silicon, nitrogen, silicon-hydrogen. The modification leads to significant improvement in mechanical properties of polymers, with the best results are achieved in the case of layer containing silicon.

12

Modyfikacja powierzchni podłoża tytanowego warstwami węgloazotku krzemu

Konefał-Góral J., Małek A., Kluska S., Jonas S.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 3

185--188

PL

W pracy zamieszczono wyniki badań dotyczące otrzymywania warstw SiCxNy(H) osadzonych na medycznym tytanie typu Grade 2 metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmy generowanej mikrofalami MW-CVD (2,45 GHz, 2 kW). Warstwy otrzymano, stosując mieszaninę prekursorów zawierających silan, amoniak i metan, rozcieńczonych w argonie. Zmodyfikowane materiały poddano analizie składu chemicznego i budowy atomowej za pomoc metod EDS/SEM i FTIR. Wyznaczono również współczynnik tarcia oraz zużycia układów tytan/warstwa. Stwierdzono, że otrzymane warstwy węgloazotku krzemu na podłożu Ti Grade 2 wpływają na poprawę jego właściwości tribologicznych.

EN

This work includes research on achieving SiC xNy(H) layers deposited on a medical titanium Grade 2 surface with the application of microwave plasma assisted chemical vapor deposition (MW-CVD 2.45 GHz, 2 kW). The layers were deposited using a mixture of gaseous precursors containing silane, methane, ammonia and argon. The chemical composition and atomic structure were examined using SEM and FTIR techniques. Tribological tests were also done. It was found that the silicon carbonitride layer deposited on the titanium Grade 2 surface improves its tribological properties.

13

Modyfikacja powierzchni tytanu metodami plazmochemicznymi

Januś M., Konefał-Góral J., Małek A., Kluska S., Jonas S.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

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

82--85

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad modyfikacją powierzchni tytanu Ti Grade 2 warstwami a-C: H i a-C:N:H oraz warstwami węgloazotku krzemu SiCxNy(H) przy zastosowaniu metody chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmowym MWCVD (2kW, 2.45GHz) oraz RFCVD (400W, 13.45MHz). W roli prekursorów gazowych zastosowano NH3, N2, CH4, H2, SiH4 oraz Ar. Określono zachowanie korozyjne w roztworze sztucznej śliny otrzymanych układów warstwa-podłoże metaliczne w porównaniu z niemodyfikowanymi metalami.

EN

The paper presents results of research on titanium Ti Grade 2 surface modification with a-C:H, a-C:N:H and silicon carbonitride SiCxNy(H) layers synthesis by plasma assisted chemical vapour deposition method MWCVD (2kW, 2.45GHz) and RFCVD (400 W, 13.45MHz). As a gas precursors NH3, N2, CH4, H2, SiH4 and Ar were used. Corrosion behaviour of obtained systems in the solution of artificial saliva determined in comparison with the unmodified metal.

14

Wpływ kompozytów dolomitowych na właściwości użytkowe tworzyw zasadowych

Drygalska E., Dul K., Jonas S., Kluska S., Krupa G.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 2

361-366

PL

W pracy przedstawiono badania oparte na koncepcji wykorzystania ogniotrwałych kompozytów dolomitowo-cyrkonowych oraz dolomitowo-glinowych, jako składników modyfikujących właściwości użytkowe zasadowych wyrobów ogniotrwałych, przeznaczonych do stosowania w piecach obrotowych przemysłu cementowego oraz w wybranych urządzeniach cieplnych przemysłu hutniczego. Stwierdzono, że wprowadzane dodatki istotnie zwiększają wytrzymałość mechaniczną na ściskanie oraz odporność na naprężenia cieplne wyrobów zasadowych.

EN

The present work contains the examination results of the influence of dolomite composites on properties of the basic refractories, which are used in the cement industry and some thermal devices in the steel industry. It was found out that the addition of the dolomite composites leads to a considerable increase of mechanical properties and resistance to thermal shocks of the basic refractories.

15

Właściwości wybranych tworzyw ogniotrwałych infiltrowanych węglikiem krzemu metodą chemicznej infiltracji z fazy gazowej (CVI)

Kluska S., Drygalska E., Dul K., Jonas S., Czyżewska A.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 2

367-371

PL

Mikrostrukturę wybranych materiałów ogniotrwałych zmodyfikowano węglikiem krzemu wykorzystując metodę CVI. Chemiczna infiltracja z fazy gazowej (CVI) jest efektywną metodą modyfikacji mikrostruktury porowatych materiałów. Metoda ta pozwala infiltrować pory otwarte metalami i wysokoogniotrwałymi związkami takimi jak węgliki, azotki, borki i tlenki. Zmianę mikrostruktury podczas kolejnych cykli infiltracji badano za pomocą SEM, pomiarów prędkości propagacji fali ultradźwiękowej i porozymetrii rtęciowej. Korozję materiału zbadano w atmosferze utleniającej w podwyższonych temperaturach. Przeprowadzono pomiary wytrzymałości mechanicznej infiltrowanych materiałów.

EN

The microstructure of refractories was modified by silicon carbide by means of a CVI method. Chemical vapour infiltration (CVI) is an effective method for microstructure modification of porous materials. This method allows open pores to be infiltrated with metals and high refractory compounds such as carbides, nitrides, borides and oxides. A variation in the microstructure during a number of infiltration cycles was investigated by SEM, ultrasonic wave propagation velocity measurements and mercury porosimetry. The corrosion of material was examined in an oxidizing atmosphere at elevated temperatures. Mechanical strength measurements of infiltrated materials were carried out.

16

Otrzymywanie, budowa i właściwości warstw węglowych na stopie Ti6Al4V

Jonas S., Konefał J., Małek A., Kluska S., Tkacz-Śmiech K., Zimowski S., Kot M.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

457-460

PL

Modyfikacja powierzchni warstwami o określonym składzie chemicznym stanowi skuteczna metodę kształtowania właściwości użytkowych surowych podłoży. W pracy zamieszczono wyniki badań dotyczące modyfikacji powierzchni stopu tytanu Ti6Al4V ELI węglowymi warstwami a-C:H, a-C:N:H oraz warstwami zawierającymi obok węgla krzem, azot oraz wodór. Warstwy osadzono metodami plazmo-chemicznymi RFCVD (13,56 MHz, 400 W) i MWCVD (2,45 GHz, 2 kW), stosując reaktywne mieszaniny gazowe (CH4, N2, NH3, SiH4, H2, Ar) wprowadzane do reaktora w różnych proporcjach. Skład chemiczny i mikrostrukturę otrzymanych materiałów badano za pomocą odpowiednio technik SEM/EDS i FTIR. Ocenę synergizmu układów warstwa-podłoże metaliczne dokonano na podstawie pomiarów chropowatości oraz pomiarów współczynników tarcia i zużycia.

EN

Operational parameters of pure substrates may be effectively improved by application of layers of given chemical composition deposited on their surfaces. The work reports the results of research on Ti6Al4V ELI surface modification by diamond-like carbon a-C:H, nitrogenated diamond-like carbon a-C:N:H and layers containing carbon, silicon, nitrogen and hydrogen. Layers were deposited in plasma assisted chemical vapour deposition system: RFCVD (13.56 MHz, 400 W) and MWCVD (2.45 GHz, 2 kW) using reactive gas mixtures (CH4, N2, NH3, SiH4, H2, Ar) introduced into the reactor in different proportions. Chemical composition and microstructure of achieved materials were examined using SEM/ EDS and FTIR techniques. Operational properties of synergic layer-substrate systems were evaluated in the measurements of roughness profile and tribological parameters.

17

Modyfikacja właściwości polimerów metodą PACVD

Jonas S., Tkacz-Śmiech K., Małek A., Konefał J., Kluska S., Zimowski S., Kot M., Borowski T., Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

461-464

PL

Jedną z najskuteczniejszych metod modyfikacji powierzchni polimerów, mających na celu poprawę ich właściwości użytkowych jest osadzanie warstw o odpowiednim składzie chemicznym metodami plazmo-chemicznymi (PACVD). Metody te pozwalają na uzyskanie jednorodnych, dobrze przyczepnych do podłoża warstw nawet w temperaturze pokojowej. W pracy modyfikowano powierzchnię poliuretanu (PUR) i polietereteroketonu (PEEK) przez osadzenie hybrydowych warstw typu a-C:N:H/a-SiCxNy(H). Warstwy osadzono metodą RFCVD (13,56 MHz, 400 W), stosując mieszaninę gazowych reagentów: CH4, N2, SiH4, Ar wprowadzonych do reaktora w różnych proporcjach. Opracowano optymalne warunki osadzania tego typu warstw i wykazano, że charakteryzują się one dobrą adhezją do podłoża. Określono ich skład chemiczny i budowę w skali atomowej. Oceny synergizmu otrzymanych układów dokonano przez pomiary chropowatości, współczynnika tarcia i odporności na zarysowanie. Wyniki tych badań dowodzą, że hybrydowe warstwy węgloazotku krzemu na polimerach znacznie poprawiają ich właściwości tribologiczne i są konkurencyjne dla warstw diamentopodobnych w wielu zastosowaniach.

EN

Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition is one of the most effective methods for surface modification of polymers. Obtained layers with suitable chemical composition causes improvement of operational properties of polymers. Plasmochemical methods allows to achieve layers with good adhesion to the substrates. In this work surfaces of PUR and PEEK were modified by deposition of hybrid a-C:N:H/a-SiCxNy(H) layers. These layers were obtained by RFCVD (13.56 MHz, 400 W) method with application of gas mixture within CH4, N2, SiH4, Ar. Optimal conditions for the deposition of such layers were elaborated and it is shown good adhesion of these layers to the substrate. Their chemical composition and atomic structure were determined by FTIR and SEM/EDS techniques. Synergism of obtained systems was evaluated by measuring surface roughness, friction coefficient and scratch resistance. The results of these studies show that the hybrid silicon carbonitride layers on polymers significantly improve their tribological properties and they are competitive for carbon layer in the range of many applications.

18

Właściwości ochronne i pasywujące amorficznych pokryć antyrefleksyjnych na krzemowe ogniwa słoneczne

Swatowska B., Kluska S., Zimowski S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 4

45-47

PL

Amorficzne warstwy uwodornione typu a-Si:C:H oraz a-Si:N:H, stosowane jako pokrycia antyrefleksyjne w ogniwach słonecznych, podwyższają ich sprawność. Niestety mechaniczne uszkodzenia ogniw oraz defekty strukturalne są źródłem strat w ich sprawności. Dodatkowe właściwości ochronne i pasywujące warstw antyrefleksyjnych mogą wpłynąć na minimalizację strat w sprawności ogniw. Do wytwarzania wspomnianych warstw wykorzystano metody chemicznego osadzania z fazy gazowej PECVD, a jako reagenty posłużyły gazy: SiH₄, CH₄ oraz NH₃. Wykonano szereg badań w celu określenia właściwości strukturalnych, pasywujących i ochronnych otrzymanych powłok. Wpływ tych wszystkich właściwości na parametry elektryczne krzemowych ogniw słonecznych pozwolił wysunąć tezę, że tego rodzaju pokrycia antyrefleksyjne nie tylko efektywnie zmniejszają współczynnik odbicia światła od powierzchni ogniw, ale także poprawiają spójność i jednorodność podłoży krzemowych. Stanowi to dodatkową zaletę tychże warstw w kontekście zmniejszania strat w parametrach prądowych i sprawności multikrystalicznych krzemowych ogniw słonecznych.

EN

Amorphous hydrogenated thin films a-Si:C:H and a-Si:N:H, applied as antireflective coatings for solar cells, are increasing their efficiency. Unfortunately mechanical damage of cells and structural defects are the source of losses in their efficiency. Additional protective and passivaiting properties of antireflective layers can influence the minimization of losses in the efficiency of solar cells. For obtaining above mentioned thin films a chemical vapor deposition (PECVD) method was used and as reagents gasses agreed: SiH₄, CH₄ and NH₃. A sequence of measurements was carried out with a view to determining structural, passivating and protective properties of received layers. Influence of these all properties on electric parameters of silicon solar cells, he let put the thesis forward that kind of received antreflective coatings are not only effectively reducing the reflectance coefficient from the surface of solar cells, but also they are improving the cohesion and the homogeneity of silicon bases. It constitutes the additional advantage of these layers in the context of reducing losses in the electrical parameters and the efficiency of multicrystalline silicon solar cells.

19

Warstwy a-SiNx:H o różnej zawartości azotu osadzane w układzie PECVD

Tkacz-Śmiech K., Boszkowicz P., Kluska S., Jurzecka-Szymacha M.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1260-1264

PL

W pracy przedstawiono rezultaty badań nad otrzymywaniem warstw a-SiNx:H, o rożnej zawartości azotu, z zastosowaniem metody chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmy (PECVD). Ze względu na dobre parametry antyrefleksyjne i udział w pasywacji defektów podłoża Si, tego typu warstwy stanowią materiał o kluczowym znaczeniu dla rozwoju fotowoltaiki. Badania wykonano dla serii próbek osadzonych w plazmie NH3/SiH4. Wpływ stężenia mieszaniny gazowych reagentów na zawartość azotu w warstwie został potwierdzony w pomiarach widma w podczerwieni oraz w pomiarach parametrów optycznych. Z położenia pasma absorpcji przypisanego do drgań rozciągających dla wiązań Si-H oraz z wartości współczynnika załamania światła, oszacowano względną zawartość azotu w warstwie. Stwierdzono, że ze zwiększeniem stężenia amoniaku od zera do wartości [NH3]/[SiH4] = 0,2 względna zawartość azotu [N]/[Si] rośnie do nieco ponad 1,3. Eksperymentalnie obserwuje się obniżenie współczynnika załamania światła od 2,7 do 2,14 oraz przesuniecie częstości drgań VSi-H od 2000 do 2130 cm-1.

EN

Results concerning application of plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) in formation of a-SiNx:H layers of various nitrogen content are presented. Such layers have key meaning for photovoltaics based on multicystalline silicon. This is thanks to their antireflective properties and because they enhance a passivation of substrate defects. The present studies were performed for a series of the layers deposited in NH3/SiH4 plasma. An influence of gas-mixture composition on nitrogen content was confirmed by the results of the measurements of FTIR spectra and refractive indexes. From the positions of absorption bands assigned to Si-H stretching vibrations and the values of the refractive indexes the relative nitrogen contents in the respective layers were evaluated. The nitrogen to silicon ratio changes from zero for the layers formed without ammonia to 1.3 for the layers deposited at [NH3]/[SiH4] = 0.2. This is experimentally observed by a decrease of refractive index from 2.7 to 2.14 and a shift of the Si-H vibration frequency from 2000 to 2130 cm-1.

20

Wpływ składu mieszaniny gazowej w procesie tlenoazotowania plazmowego na właściwości użytkowe tytanu i stopu Ti6Al4V

Januś M., Kluska S., Kyzioł K., Zimowski S.

Engineering of Biomaterials

|

2010

|

Vol. 13, no. 96-98

103--109

PL

Praca zawiera wyniki badań dotyczących tlenoazotowania powierzchni tytanu i jego stopu (Ti6Al4V). Proces ten został przeprowadzony przy użyciu metody chemicznego osadzania z fazy gazowej wspomaganej plazmą generowaną falami o częstotliwości radiowej (RFCVD 13,56 MHz, 400 W). Proces ten przeprowadzono w atmosferze gazów zawierającej N2O i Ar w różnych proporcjach. Skład chemiczny i morfologię powierzchni badano używając metody SEM/EDS. Badania odporności korozyjnej przeprowadzono przyspieszoną technika polaryzacyjną w roztworze sztucznej śliny w temperaturze 37oC. Wyznaczono także współczynnik tarcia i wskaźnik zużycia uzyskanych materiałów. Otrzymane wyniki potwierdzają przypuszczenia, że najlepsze własności użytkowe posiadają próbki, które w swoim składzie zawierały azot oraz tlen. Modyfikowane w ten sposób materiały są obiecujące dla zastosowań w medycynie.

EN

In this work a research concerning oxynitriding of titanium and its Ti6Al4V alloy is reported. Oxynitriding of the samples was performed by Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition method with plasma generated by radio frequency waves (RFCVD 13,56 MHz, 400 W). The process was carried out in the gas atmosphere containing N2O and Ar at various ratios. Chemical composition and morphology of the modified surfaces were studied by SEM/EDS and compared with those for unmodified surface. The corrosion resistance was examined with polarization technique, in the environment of artificial saliva, at 37oC. The friction coefficient and wear index were measured. The obtained results confirm that the best operating parameters have the oxynitrided samples containing N and O. Ti and Ti6Al4V with oxynitrided surface offer promising materials for medical applications.