Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Resistance properties of heat-resisting steel-based PVD coatings

Spalik M., Kucharska B., Kulej E., Wilk J.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

203--206

EN

The paper presents current research on PVD coatings produced by magnetron sputtering of the X8CrNi25-21 grade chrome-nickel steel. The durability of the coatings was tested using temperature-induced electric current flow. It has been shown that the coatings deposited on silicon substrate have a resistance of about 0.176 Ω, and their destruction takes place at temperature of 350°C. Introduction of silicon (2.5÷5%) or aluminum (1÷2%) additives to the coating increased the heat resistance of coatings and its temperature of stability up to 450 and 400°C, respectively. The coatings were delaminated at these temperatures. It has been found that the resistance of coatings with Al or Si additives decreases with temperature (as in dielectrics), probably due to their oxidation.

PL

W pracy przedstawiono badania powłok PVD wykonanych w procesie magnetronowego rozpylania stali chromowo-niklowej gatunku X8CrNi25-21. Badano trwałość powłok w temperaturze indukowanej przepływem prądu elektrycznego. Wykazano, że powłoki osadzone na monokrystalicznym krzemie mają rezystancję 0,176 Ω, a ich uszkodzenie następuje w temperaturze 350°C. Wprowadzenie do powłok domieszek krzemu (2.5÷5%) lub aluminium (1÷2%) spowodowało wzrost oporności powłok oraz ich trwałości temperaturowej odpowiednio do 450 i 400°C. W tej temperaturze powłoki ulegają delaminacji od podłoża. Stwierdzono, że rezystancja powłok z domieszkami aluminium i krzemu malała wraz z temperaturą (jak w dielektrykach), prawdopodobnie z powodu ich utleniania się.

2

Research into the relationship between the surface topography, texture and mechanical properties of PVD-Cu/Ni multilayers

Kucharska B., Kulej E., Pyka G., Kanak J., Stobiecki T.

Materials Science Poland

|

2013

|

Vol. 31, No. 1

101-107

EN

The paper presents the results of structural examinations and mechanical tests of Cu/Ni multilayers fabricated by the magnetron sputtering method. The investigated multilayers were differentiated by Ni sublayer thickness (1, 3 and 6 nm), while the retaining Cu sublayer thickness was unchanged (2 nm). Measurements demonstrated that the multilayers were strongly textured in the direction of their growth [111], with the thinnest multilayer (Cu/Ni = 2/1) showing a stronger texture. Stronger texturing was associated with greater surface roughness. Multilayers with the largest thickness had higher hardness and Young's modulus. The properties of Cu/Ni multilayers depended both on the thickness of their sublayers, as well as on their total thickness.

3

Thermal stability of the Cu/Ni multilayer system in X-ray diffraction and scanning microscopy examinations

Kucharska B., Kulej E., Wróbel A.

Optica Applicata

|

2012

|

Vol. 42, nr 4

725--736

EN

The article presents the results of research into the effect of heating on the stability of a Cu/Ni multilayer applied onto a Si(100) substrate by the magnetron sputtering method. The multilayer was heated in a furnace atmosphere in a temperature range of 40–230 °C. The X-ray structural examination by the X-ray diffraction (XRD) and the grazing X-ray incidence diffraction (GIXRD) methods and microscopic observations of the multilayer surface were carried out. Structural changes were found to occur under the influence of heating due to the mutual diffusion of Cu and Ni, resulting in a loss of the multilayer nature of the structure. Early indications of a surface discontinuity of the multilayer, as noticed in microscopic observations and then confirmed by X-ray measurements, were found at a temperature of 220 °C. At higher temperatures, intensive delamination of the multilayer from the silicon substrate followed as a result of thermal stresses caused by a large difference in the thermal expansion coefficients between the multilayer and silicon.

4

Evaluation of the temperature stability of a Cu/Ni multilayer

Kucharska B., Kulej E., Gwoździk M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 3

671-677

EN

The article presents investigation results for a Cu/Ni multilayer as annealed in the temperature range of 40 ÷300 degree Celsjus The Cu/Ni multilayer with a Cu sublayer thickness of 2 nm and an Ni sublayer thickness of 6 nm was fabricated by the magnetron deposition technique. The X-ray structural analysis, XRD, was employed for examination. The characterization of the multilayer before and after the annealing process was done by the measurement of the texture for the Cu/Ni(111) plane, as well as by topography examination on an atomic force microscope (AFM). The state of the multilayer surface were observed using a scanning electron microscope. The thermal stability tests showed that the multilayer had undergone delamination at temperature of 300 degree Celsjus . Up to this temperature, the multilayer retained clear phase boundaries, as confirmed by the presence of satellite peaks in the diffraction patterns. The annealing operation caused structural changes in the multilayer, such as grain growth and an increase in roughness and texture.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badan wielowarstwy Cu/Ni wygrzewanej w zakresie temperatur 40÷300 stopni Celsjusza. Wielowarstwę Cu/Ni, o grubości podwarstwy Cu równej 2 nm i grubości podwarstwy Ni wynoszącej 6 nm, wytworzono technika osadzania magnetronowego. Do badań zastosowano rentgenowską analizę strukturalna XRD. Charakterystyki wielowarstwy przed i po procesie wygrzewania dokonano poprzez pomiar tekstury dla płaszczyzny Cu/Ni(111) jak również badania topografii na mikroskopie sił atomowych Veeco. Stan powierzchni wielowarstwy badano przy użyciu elektronowego mikroskopu skaningowego Jeol. Badania stabilności temperaturowej wykazały, że wielowarstwa uległa delaminacji w temperaturze 300 stopni Celsjusza. Do tej temperatury wielowarstwa zachowała wyraźne granice międzyfazowe, co potwierdzone zostało obecnością pików satelickich na obrazach dyfrakcyjnych. Wygrzewanie wywołało zmiany strukturalne w wielowarstwie, tj. rozrost ziaren, zwiększenie chropowatości i tekstury.

5

Hardness and texture of Cu/Ni multilayers differing in Ni sublayer thickness

Kulej E., Kucharska B., Kanak J.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

514-516

EN

The article describes the results of the study of Cu/Ni multilayer coats deposited on a monocrystalline Si(100) silicon substrate by the magnetron sputtering method. Composed of 100 bilayers each, the multilayers were differentiated by Ni sublayer thickness (1.2÷3 nm), while maintaining the constant Cu sublayer thickness (2 nm). The multilayer coats were characterized by nanohardness and Young modulus tests and texture measurement by the w (rocking curve) method. The tests showed that the mechanical properties of the multilayers were substantially influenced by the Cu to Ni sublayer thickness ratio and by the coat texturing degree. The highest hardness and, at the same time, the lowest texture was exhibited by the Cu/Ni = 2/1.6 nm and Cu/Ni = 2/2.5 multilayers.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wielowarstw Cu/Ni osadzonych na monokrystalicznym, krzemowym podłożu Si(100) techniką osadzania magnetronowego. Wielowarstwy złożone ze 100 biwarstw zróżnicowano grubością podwarstwy Ni (1,2÷3 nm) przy zachowaniu stałej grubości podwarstwy Cu (2 nm). Powłoki wielowarstwowe scharakteryzowano badaniami nanotwardości, modułu Younga i pomiaru tekstur metodą w (rocking curve). Badania wykazały, że na własności mechaniczne wielowarstw istotnie wpływją: stosunek grubości podwarstw Cu i Ni oraz stopień steksturowania powłoki. Największą twardość, a zarazem najsłabszą teksturę wykazują wielowarstwy Cu/Ni = 2/1,6 nm i Cu/Ni = 2/2,5 nm.

6

The effect of corrosion wear on the recorded texture of a clad Al-Si coating

Wróbel A., Kulej E., Kucharska B.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 4

897-902

EN

An AlSi7,5 clad coating applied one-sided on metal sheet of AlMn1Cu alloy was tested. The coating was made in hot clad rolling process. The coating was subjected to X-ray diffraction measurements paying attention to texturing. Pole figures were recorded for reflections (111), (220), (311) and (331) from the ?Al solid solution. The texture measurements were taken before and after the corrosion test. The coatings were subjected to salt spray corrosion tests (according to the PN-EN-ISO-9227:2007 standard) in three cycles of 6hrs, 12hrs and 18hrs, respectively. Comparison of the state of the surface and the sub-surface structure was also made in macro- and microscopic examinations. It was demonstrated that the corrosion attack had the character of pits and covered only half of the coating. The preferential places of pit initiation were matrix-silicon crystal interfaces. The first corrosion changes occurred after 1 hr of test. After 18 hrs of test, the corrosion attack had encompassed considerable surface areas of the clad coatings. The mass loss of coatings after 18 hrs of test amounted to 0.2%. It was concluded that corrosion has little influence on changing the texture of coatings. Additionally, GIXRD measurements showed change of structure at the layer depth.

PL

Przedmiotem badan przedstawionych w pracy sa powłoki AlSi7,5 jednostronnie platerowane na tasmach AlMn1Cu. Powłoki powstały w procesie walcowania na gorąco. Powłoke poddano rentgenowskim badaniom dyfrakcyjnym pod katem steksturowania, rejestrujac figury biegunowe dla refleksów pochodzacych od płaszczyzn (111), (220), (311) i (331) pochodzace od roztworu stałego Al . Pomiary tekstury wykonano przed i po teście korozyjnym. Powłoki poddano testom korozyjnym w mgle solnej (zgodnie z norma PN-EN-ISO-9227:2007) w trzech cyklach 6h, 12h oraz 18h. Dokonano porównania zuzycia korozyjnego, stanu powierzchni oraz struktury przypowierzchniowej po tescie korozyjnym w badaniach makro i mikroskopowych. Atak korozyjny miał charakter wzerów i obejmował tylko osnowe powłoki. Preferencyjnymi miejscami inicjacji wzerów były granice miedzyfazowe osnowa-kryształy krzemu. Zmiany korozyjne wystapiły po 1 h testu. Po 18 h testu atak korozyjny objał znaczne obszary powierzchni powłok platerowanych. Ubytek masy powłok po 18h testu wyniósł 0,2%. Stwierdzono niewielki wpływ zuzycia powierzchni na teksture powłok, jednoczesnie w pomiarach GIXRD wykazano, zróznicowanie struktury na głebokosci powłoki.

7

Research on the texture of Cu/Ni multilayers with a diversified period thickness

Kucharska B., Kulej E., Witkowska M., Nitkiewicz Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

439-441

EN

Cu/Ni multilayers obtained by magnetron deposition technique were researched. The multilayers consist of a hundred Cu/Ni double layers. The thickness of the Cu sublayer equalled 2 nm and thickness of the Ni sublayer differed (from 1 to 6 nm). X-ray research of the texture was conducted for reflections originated from the planes (111) and (200), using concentrated X-ray radiation of a wavelength &Cu = 0.154 nm. Analysis of pole figures was conducted using Analyze/Texture programme. It was found that all the researched multilayers had texture. The texturing of multilayers with the 1 and 6 nm thick Ni sublayer was similar. Texture of multilayers was described by three main orientation fibres {015}, {511} and near {111}. Additionally, research using the GXRD method at variable angles of X-ray incidence ranging from 0.5 to 21.0° showed that the layers closer to the base of the multilayer were stronger textured.

PL

Badaniom poddano wielowarstwy Cu/Ni otrzymane techniką osadzania magnetronowego. Wielowarstwy złożone ze stu biwarstw zrożnicowano grubością podwarstw Ni (od 1 do 6 nm) przy stałej grubości podwarstw Cu równej 2 nm. Wykonano rentgenowskie badania tekstury dla refleksow pochodzących od płaszczyzn (111) i (200) za pomocą skolimowanego promieniowania rentgenowskiego o długości &Cu = 0,154 nm. Analizy figur biegunowych dokonano za pomocą programu Analyze/Texture . Stwierdzono, że wszystkie wielowarstwy posiadały teksturę. Tekstury wielowarstw o grubościach podwarstw Ni 1 i 6 nm były podobne. Tekstury wielowarstw opisują trzy włokna orientacji {015}, {511} i ~{111}. Badania GXRD z użyciem stałych kątów padania w zakresie od 0,5 do 21° wykazały dodatkowo silniejsze steksturowanie warstw znajdujących się bliżej podłoża.

8

X-Ray Measurement of the Cu/Ni Multilayer Period

Kucharska B., Kulej E.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2010

|

Vol. 55, iss. 1

45-51

EN

Results of the X-ray examination of a Cu/Ni multilayer obtained by the magnetron deposition technique are presented in the article. The multilayer composed of one hundred bilayers was deposited on a Si (100) silicon substrate. The thickness of the Cu sub-layer was 2nm, while the thickness of the Ni sub-layer was greater, being 3nm. The grazing-incidence X-ray diffraction (GXRD) method with X-ray incidence angles ranging from 0.5 to 22.5 ° was employed for the investigation. The X-ray beam of a wavelength of λCo=0.17902nm in the diffraction angle rangę of 2Θ=43-i-63° was used. The obtained diffraction patterns were analyzed for the greatest intensity of the main peaks (111) and (200) and their associated satellite peaks S-l and S+l. As a result, the total intensity of all peaks as a function of X-ray incidence angle was determined. It was found that the greatest intensity was exhibited by diffraction reflections recorded at X-ray incidence angles in the range of 5-i-10°.

PL

W artykule prezentowano wyniki badań rentgenowskich wielowarstwy Cu/Ni otrzymanej techniką osadzania magnetro-nowego. Wielowarstwa złożona ze stu biwarstw została osadzona na podłożu krzemowym Si (100). Grubość podwarstwy Cu wynosiła 2nm, natomiast podwarstwa Ni była grubsza i wynosiła 3nm. Do badań zastosowano metodę dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego przy stałym kącie padania (GXRD), w której kąty padania promieniowania wynosiły od 0,5 do 22,5°. Użyto promieniowania o długości λCo=0,17902nm w zakresie kątów dyfrakcji 2Θ=43-i-63°. Otrzymane dyfraktogramy analizowano pod względem największej intensywności pików głównych (111) i (200) oraz zintegrowanych z nimi pików satelickich S-l i S+l. W wyniku, określono całkowitą intensywność wszystkich refleksów w funkcji kąta padania promieniowania. Stwierdzono, że największą intensywność posiadały refleksy dyfrakcyjne zarejestrowane przy kątach padania promieniowania w zakresie 5+10°.

9

The evolution of microstructure in annealed LaFeSi-type alloys

Gębara P., Pawlik P., Wysłocki J. J., Kulej E., Pawlik K., Przybył A.

Optica Applicata

|

2009

|

Vol. 39, nr 4

761-764

EN

The evolution of microstructure and the phase constitution of the LaFe11.0Co0.8(Si0.4Al0.6)1.2 alloy in as-cast state and after subsequent annealing at 1323 K for 10, 20, 49 days was studied. In the LaFe11.0Co0.8(Si0.4 Al0.6)1.2 alloy after arc-melting, the dominant dendritic ?-Fe phase crystallizes, which is confirmed by X-ray diffraction. Annealing of the samples resulted in evolution of microstructure and the phase constitution. Prolonged annealing of the samples causes almost full homogenization of the alloy with the single-phase structure identified as La(Fe0.85Co0.06Si0.04Al0.05)13 phase of the NaZn13-type structure.

10

Investigation of the topography of magnetron-deposited Cu/Ni multilayers by X-ray reflectometry and atomic force microscopy

Kucharska B., Kulej E., Kanak J.

Optica Applicata

|

2009

|

Vol. 39, nr 4

881-888

EN

This paper presents the results of research of Cu/Ni multilayers magnetron-deposited on an Si (100) substrate. The thickness of Cu sublayers was identical in all multilayers and equalled 2 nm. The thickness of Ni sublayers varied between 1.2 and 3.0 nm. The surface topography of the multilayers was examined using the AFM (research of different areas). The interface roughness and period thickness were characterized by X-ray reflectometry (XRR). The roughness of the multilayers achieved by the XRR method was very similar for all 0.6 nm samples examined. However, the values of the roughness parameter Ra obtained by AFM examination were in the range of 0.09-0.32 nm, and depended on the size of the area examined. Based on the function obtained from the AFM measurements, taken on surface areas varying in size, an area of 1.5-4.0 cm2 was determined, for which an agreement between the roughness parameter, as determined by the AFM method, and the XRR method results would be expected.