Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Comparative studies on variability, phylogenesis, and correlated mutations of neuraminidases from influenza virus type A

Filip R., Leluk J.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2018

|

Vol. 14, no. 1

art. no. 20170030

EN

Neuraminidase (NA) is an important protein for the replication cycle of influenza A viruses. NA is an enzyme that cleaves the sialic acid receptors; this process plays a significant role in viral life cycle. Blocking NA with a specific inhibitor is an effective way to treat the flu. However, some strains show resistance to current drugs. Therefore, NA is the focus for the intense research for new antiviral drugs and also for the explanation of the functions of new mutations. This research focuses on determining the profile of variability and phylogenetic analysis and finding the correlated mutations within a set of 149 sequences of NA belonging to various strains of influenza A virus. In this study, we have used the original programs (Corm, Consensus Constructor, and SSSSg) and also other bioinformatics software. NA proteins are characterized by various levels of variability in different regions, which was presented in detail with the aid of ConSurf. The use of four independent methods to create the phylogenetic trees gave some new data on the evolutionary relationship within the NA family proteins. The search for correlated mutations shows several potentially important correlated positions that were not reported previously to be significant. The use of such an approach can be potentially important and gives new information regarding NA proteins of influenza A virus.

2

Phylogenetic and variability study on all known hemagglutinin subtypes of influenza A virus

Filip R., Leluk J.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2017

|

Vol. 13, no. 3

153--159

EN

Hemagglutinin (HA) is a surface glycoprotein found in influenza viruses. This particle plays two crucial functions in the viral life cycle: it allows for the attachment of the virus into the host cell and participates in the fusion of the virus and host membranes. There are 18 different subtypes of HA. Recently, the H17 and H18 strains have been discovered whose hosts were bats. The evolution of these two strains had most likely occurred in isolation for a long period of time. This work presents the phylogenetic analysis and study on mutational variability based on sequences from all 18 currently known HA strains belonging to influenza virus type A. The results have been presented regarding the current knowledge about influenza. The classical software (Clustal, PHYLIP, and ConSurf) as well as original applications (SSSSg and Consensus Constructor) have been used in this research.

3

Drug generations that combat influenza A virus infection

Żaroffe G., Leluk J., Żyźniewska A., Filip R.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2017

|

Vol. 13, no. 1

1--11

EN

Influenza viruses are significant human respiratory pathogens that cause infections and unpredictable pandemic outbreaks. M2 ion-channel protein, participating in the transmission of viral genetic materials into infected cells, is considered to be the crucial target for old-generation drugs such as rimantadine and amantadine. Neuraminidase protein, which is responsible for the replication of the influenza virus, is affected by the new generation of drugs, including oseltamivir (Tamiflu) and zanamivir (Relenza). The virus mutations that cause oseltamivir resistance are also described. This review presents the details concerning the treatment of influenza neuraminidase inhibitors against the H5N1 strain. It also describes virus mutations that cause resistance to oseltamivir and presents a new drug, peramivir, which is a neuraminidase inhibitor that was introduced against the H1N1 epidemic. This work specifies the details of the pharmacokinetics, dosing, toxicity, side effects, and efficiency of the drugs being used against influenza A virus infections.

4

Wpływ długotrwałego wyżarzania na mikrostrukturę dyfuzyjnych warstw aluminidkowych wytwarzanych metodą CVD na podłożu stopu MAR M200 + Hf

Góral M., Zawadzki M., Pytel M., Dychtoń K., Nowodnik A., Filip R.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

695--698

PL

W artykule przedstawiono wpływ długotrwałego wyżarzania dyfuzyjnych warstw aluminidkowych w próżni na ich mikrostrukturę, grubość, skład chemiczny i fazowy. W badaniach użyto próbek z żarowytrzymałego stopu niklu MAR M200 + Hf, które poddano aluminiowaniu oraz cyrkono-aluminiowaniu metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej CVD. Wyżarzanie prowadzono w piecu próżniowym pod ciśnieniem 10–3 Pa w temperaturze 1020°C przez 12, 16 i 20 godzin. Przeprowadzone próby wyżarzania dyfuzyjnego próbek ze stopu MAR M200 + Hf z warstwą aluminidkową wykazały duże zmiany zachodzące w ich mikrostrukturze. Zachodziły one w następującej kolejności: – po 12 h wyżarzania zaobserwowano początek koagulacji wydzieleń w strefie dyfuzyjnej, – po 16 h doszło do dalszej koagulacji wydzieleń w strefie dyfuzyjnej oraz niewielkiego zmniejszenia stężenia aluminium w powłoce (o ok. 1%); stwierdzono niewielki wzrost grubości całkowitej warstwy, – po 20 h wyżarzania zaszły duże zmiany w mikrostrukturze warstwy; zubożenie obszaru przypowierzchniowego w aluminium do ok. 24% at., poniżej zawartość aluminium rosła do ok 30%; poszerzenie strefy dyfuzyjnej, która dominuje w budowie warstwy, rozpuszczenie niektórych wydzieleń; zawartość Al w pobliżu podłoża – ok 24% at. Przeprowadzone badania wykazały, że w pierwszej kolejności przemianie podlega strefa dyfuzyjna, a następnie dochodzi do zmian w strefie zewnętrznej zbudowanej początkowo z fazy β-NiAl, w tym utworzenia fazy Ni3Al.

EN

The paper presents the influence of long-term annealing on simple and Zr-modified aluminide coatings. The base material was MAR M-200 nickel superalloy. The aluminide coating was deposited in low-activity chemical vapour deposition process. The samples (14 mm diameter) were annealed at 1020°C in vacuum for 12, 16 and 20 hours respectively. The tests of diffusion annealing showed significant changes in microstructure of the samples. The order of changes was as follows: – after the 12-hour-long annealing process initial coagulation of precipitates in the diffusion zone was observed, – after the 16-hour-long annealing process there was observed further coagulation of precipitates and a small decrease in aluminum concentration in the coating (by approx. 1%). A small increase in thickness of the coating was also noted, – after the 20-hour-long annealing process extensive changes in microstructure of the coating were observed. The increasing of external zone thickness was observed. The presence of grains with lower Al amount was detected. It suggest the presence of Ni3Al phase in the coating. The very low amount of Zr had not influence on changes in modified aluminide coating during annealing.

5

Microstructure and oxidation resistance of an aluminide coating on the nickel based superalloy Mar M247 deposited by the CVD aluminizing process

Zielińska M., Zagula-Yavorska M., Sieniawski J., Filip R.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 3

697--701

EN

An investigation was conducted to synthesize βNiAl coating on the nickel based superalloy Mar M247 in a chemical vapor deposition process (CVD). The low activity process of aluminizing was carried out for 8 hours at the temperature 1050°C. Surface morphology and cross-section microstructure of the diffusion coating were studied and compared by using an optical microscope, a scanning electron microscope (SEM) equipped with energy dispersive spectroscopy and an X-ray diffractometer. It was found that aluminide coating with the thickness of 37 μm consisted of two layers: an outer one and the inner interdiffusion one. The outer layer consists of single phase βNiAl. The inner one, consisted of βNiAl phase and carbides: MC and M23 C6 types which were originally present in the substrate. Cyclic oxidation test was performed at 1000°C for 1000h in the air atmosphere. The aluminized samples exhibited a small mass increase and the α- Al2 O3 oxide formed during oxidation test had a good adherence to the coating. The decrease of aluminum content in the coating with the prolongation of the oxidation time and the phase transformation of βNiAl to γ’ Ni3 Al and to γNi solid solution were observed. The samples without the coating showed a strong mass decrease in comparison to the coated samples.

XX

Niskoaktywny proces aluminiowania prowadzono w temperaturze 1050°C i w czasie 8 h. Badania mikrostruktury na przekroju oraz powierzchni warstwy dyfuzyjnej prowadzono za pomoca mikroskopu optycznego oraz skaningowego mikroskopu elektronowego wyposażonego w detektor EDS. Skład fazowy określano metodą rentgenowskiej analizy fazowej. Uzyskano warstwę aluminidkową o grubości 37 μm składająca się z dwóch stref: zewnętrznej oraz wewnętrznej (dyfuzyjnej). Strefa zewnętrzna składa się z fazy βNiAl. Natomiast wewnętrzna - z fazy βNiAl oraz węglików typu MC oraz M23C6. Badania cyklicznego utleniania prowadzono w temperaturze 1000°C i w czasie 1000 h w atmosferze powietrza. Podczas utleniania warstwy aluminidkowej powstaje tlenek α-Al2O3 o dobrej przyczepności do warstwy dyfuzyjnej. Zwiększenie czasu utleniania od o do 1000 h powoduje zmniejszenie zawartości aluminium oraz przemianę fazową β-NiAl do γ’-Ni3Al i do stałego roztworu γ-Ni. Materiał bez warstwy aluminidkowej charakteryzuje się większą szybkością utleniania w porównaniu do materiału z warstwą aluminidkową.

6

Właściwości warstwy wierzchniej stopu tytanu Ti-6Al-4V wytworzonej w procesie stopowania laserowego

Filip R., Sieniawski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 3

165--168

PL

Przedmiotem prowadzonych badań było określenie wpływu obróbki laserowej warstwy wierzchniej stopu tytanu Ti-6Al-4V na jego właściwości użytkowe, ze szczególnym uwzględnieniem właściwości tribologicznych. Stopy tytanu charakteryzują się dużym współczynnikiem tarcia i małą odpornością na ścieranie – właściwościami ograniczającymi ich zastosowanie w technice. Stopowanie laserowe wykonano za pomocą lasera CO 2 o mocy 1 kW. Stosowano nadmuch azotu oraz przetapianie w atmosferze argonu nałożonej warstwy mieszaniny proszków Si, SiC i TaB 2 oraz grafitu. Ocena właściwości użytkowych wytworzonych warstw (twardości, odporności na ścieranie i korozję) wykazała możliwość efektywnego ich modyfikowania przez wprowadzanie pierwiastków i związków chemicznych tworzących z tytanem fazy międzymetaliczne o dużej twardości, w osnowie martenzytycznej. Największą twardość i odporność na zużycie wykazują kompozytowe warstwy konstytuowane przez ich przetapianie z proszkiem Si lub SiC. Jednocześnie warstwy te charakteryzują się mniejszą odpornością na korozję w porównaniu z przetapianymi w atmosferze azotu. Stopowanie laserowe umożliwia zwiększenie odporności na zużycie i zastosowanie elementów ze stopu tytanu do pracy w silnie obciążonych węzłach tribologicznych elementów konstrukcyjnych.

EN

The presented work concerns the surface layer modification of the Ti-6Al-4V two-phase titanium alloy by laser treatment. Changes in the chemical and phase composition of the laser alloyed zone have an influence on its properties, particularly the tribological ones. Titanium alloys are characterized by a high friction factor value and poor wear resistance, which limits their potential application. Laser alloying was conducted using a CO2 laser at a power rate of 1 kW. Remelting of the surface layer was carried out in a nitrogen gas atmosphere. Laser alloying consists in the remelting of pre-placed layers of Si, SiC and TaB 2 powders mixed with graphite. The testing of properties of the alloyed zone: hardness, wear and corrosion resistance reveals the ability of effective modification of the surface layer by the addition of elements and compounds that along with titanium form hard phases distributed in a martensitic matrix. Composite layers created by the remelting of Si and SiC powders show the highest hardness and wear resistance. These layers are characterized by lower corrosion resistance in comparison to the layer remelted in a nitrogen atmosphere. The increment in wear resistance of the obtained layers makes this technique advantageous for application in heavily loaded friction pairs.

7

Kształtowanie mikrostruktury warstwy wierzchniej stopów tytanu w procesie przetapiania laserowego

Filip R., Raga K.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 4

252--255

PL

W pracy dokonano oceny wpływu modyfikacji składu chemicznego i fazowego warstwy wierzchniej podłoża ze stopów tytanu Ti-6Al-4V i Ti-6Al- -2Mo-2Cr przez jej przetapianie i stopowanie laserowe proszkami Si, SiC oraz TaB2 zmieszanych z grafitem. W procesie przetapiania stosowano laser CO2 o mocy 1 kW. Przetapianie prowadzono w atmosferze azotu, natomiast stopowanie w strumieniu argonu. Wytworzoną warstwę wierzchnią o budowie kompozytowej cechowała obecność wydzieleń faz powstałych w wyniku stopowania w osnowie martenzytycznej. Azotki tytanu TiN i Ti 2N, węglik TiC oraz wydzielenia faz Ti5Si3 i TiB o dużej twardości krystalizują w postaci dendrytów lub płytek. Ich objętość względna zmniejsza się ze wzrostem odległości od powierzchni. Proces stopowania prowadzono dla trzech prędkości przemieszczania głowicy laserowej: 0,008; 0,013 i 0,017 m/s. Wykazano, że zwiększenie prędkości skanowania wiązką laserową powoduje zmniejszenie głębokości warstwy stopowanej. Jednocześnie można uzyskać powierzchnię o mniejszej wartości parametrów chropowatości.

EN

The paper presents the evaluation of surface layer modification of the Ti- 6Al-4V and Ti-6Al-2Mo-2Cr two phase titanium alloys substrate. Laser alloying was conducted using a CO2 laser of a 1 kW power rating. Remelting of the surface layer was carried out in nitrogen atmosphere. Laser alloying consists in remelting pre-placed tiers of Si, SiC and TaB 2 powders mixed with graphite. This process was carried out in argon atmosphere. The created surface layers possess a compositional character and included particles of phases formed as result of the alloying process and spaced throughout the martensitic matrix. Particles of TiN and Ti 2N nitrides, TiC carbide, and Ti5Si3 phases with high hardness have the shape of dendrites or plates. The relative volume of these phases decreased with increasing distance from the surface. An increase in speed of the laser head displacement (from 0,008 to 0,017 m/s) brings about a decrease in the depth of the alloyed zone, which also leads to a reduction in surface roughness.

8

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

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

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

683-686

PL

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

EN

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

9

Technologia i mikrostruktura powłokowej bariery cieplnej uzyskanej metodami natryskiwania plazmowego i aluminiowania gazowego na stopie Re 80

Nowotnik A., Góral M., Filip R., Sieniawski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

645-647

PL

Intensywny rozwój przemysłu lotniczego związany ze zwiększeniem się liczby pasażerów determinuje opracowywanie nowocześniejszych konstrukcji silników lotniczych. Obecnie najbardziej zaawansowanym sposobem ochrony powierzchni łopatek turbin oraz elementów komory spalania przed wysoką temperaturą oraz oddziaływaniem korozyjnym spalin jest stosowanie powłokowych barier cieplnych. Powłoki złożone są z dwóch warstw pełniących odmienne funkcje. Powłokę wewnętrzną stanowi warstwa aluminidkowa uzyskiwana metodami dyfuzyjnymi lub wieloskładnikowy stop typu MeCrAlY. Chroni ona materiał podłoża przed utlenianiem i kompensuje różnice we właściwościach fizycznych pomiędzy warstwą zewnętrzną a materiałem podłoża. Warstwa zewnętrzna zapewnia izolację cieplną - tworzy ją tlenek cyrkonu stabilizowany tlenkiem itru. W artykule przedstawiono charakterystykę mikrostruktury powłokowej bariery cieplnej o budowie gradientowej, wielowarstwowej, wytworzonej na powierzchni odlewniczego nadstopu niklu typu Re 80. Międzywarstwę wytworzono w procesie natryskiwania plazmowego (APS) wieloskładnikowego stopu typu MeCrAlY, który następnie poddano aluminiowaniu metodą gazową. Analiza mikrostruktury i składu chemicznego wykazała zwiększenie zawartości aluminium w strefie przypowierzchniowej (do ok. 40% at.) i powstanie fazy NiAl. Stwierdzono obecność licznych tlenków typowych dla procesu natryskiwania plazmowego w warunkach ciśnienia atmosferycznego (APS). Wytworzona warstwa pośrednia miała budowę charakterystyczną dla procesu niskoaktywnego. Zewnętrzną warstwę ceramiczną (tlenek cyrkonu stabilizowany tlenkiem itru) osadzono metodą natryskiwania plazmowego APS. Uzyskana wielowarstwowa powłokowa bariera cieplna może stanowić alternatywę dla konwencjonalnych powłok TBC stosowanych na elementach komory spalania i złożonych z międzywarstwy na bazie stopu MeCrAlY oraz warstwy ceramicznej ZrO2-Y2O3. Niewielka grubość powłoki w porównaniu z konwencjonalnymi powłokami TBC natryskiwanymi plazmowo pozwoli na jej zastosowanie również do ochrony powierzchni łopatek turbiny silnika lotniczego.

EN

Dynamical development of aviation industry is connected with the increase of passengers quantity and determines the research on more advanced aircraft engines construction. The usage of thermal barrier coatings (TBC) is the most advanced way of protecting the turbine blade surface and combustion chamber elements, against high temeprature and corrosive influence of the exhaust gases. The TBC coatings consist of two layers, that introduce different functionality. The aluminide layer obtained with diffusive methods or multicomponent MeCrAlY alloy form the inner layer. It protects the base material against oxidation and compensates the differences in physical properties between the outer layer and the base material. The outer layer is yttrium oxide stabilized zirconium oxide. It provides the thermal isolation. One introduced in the article the microstructure characteristics of the thermal barrier coating with the gradient, mulitlayer structure, obtained on the surface of Re 80 nickel superalloy. The bond-coat was deposited during the plasma spraying process in the conditions of atmospheric pressure (APS) of the multicomponent MeCrAlY alloy, followed by submission it to the gasaluminizing process. The microstructure and chemical composition analysis proofed the increase of aluminium content in the near-surface zone (up to 40% at.) and the formation of grains of the NiAl phase. One confirmed the existence of many other oxides, characteristic for the plasma spraying proces under atmospheric pressure (APS). The structure of created bond-coat was characteristic for the low activity processes. The outer ceramic layer (yttrium oxide stabilized zirconium oxide) wad deposited with a use of APS plasma spraying method. The obtained mulitlayer thermal barrier coating will create the alternative for the conventional TBC coating, which includes the bond-coat, formed on the basis of MeCrAlY alloy, and the ceramic ZrO2-Y2O3 layer used for combustion chamber elements. Small thickness of the coating, in comparison to the conventional TBC coatings obtained during the plasma spraying process, will enable its application for protection of surface of the turbine blade in the construction of aircraft engines.

10

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

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

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

811-814

PL

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

EN

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

11

Nowoczesne technologie wytwarzania powłokowych barier cieplnych w Laboratorium Badań Materiałów dla Przemysłu Lotniczego

Sieniawski J., Kubiak K., Filip R., Góral M., Nowotnik A.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

734-737

PL

Dynamiczny rozwój lotnictwa cywilnego i wymagania dotyczące ochrony środowiska determinują rozwój zaawansowanych silników turbowentylatorowych o większych osiągach i mniejszym zużyciu paliwa. Jedną z możliwości sprostania tym wymaganiom jest podwyższenie temperatury pracy silnika. Wymaga to modyfikacji konstrukcji oraz zastosowania zaawansowanych materiałów na łopatki turbin oraz ochronnych warstw żaroodpornych. Najczęściej do ochrony powierzchni łopatek turbin są stosowane wielowarstwowe powłokowe bariery cieplne (TBC). Warstwę wewnętrzną - międzywarstwę - chroniącą przed oddziaływaniem korozyjnym spalin, stanowią dyfuzyjne warstwy aluminidkowe modyfikowane platyną lub warstwy złożone z wieloskładnikowych stopów typu MeCrAlY wytwarzane metodami fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD). Warstwa zewnętrzna zwykle jest złożona z tlenku cyrkonu stabilizowanego tlenkiem itru osadzanych metodą fizycznego osadzania z fazy gazowej z odparowaniem za pomocą wiązki elektronów (Electron Beam Physical Vapour Deposition, EB-PVD). W pracy przedstawiono nowoczesne metody wytwarzania powłok rozwijane w Uczelnianym Laboratorium Badań Materiałów dla Przemysłu Lotniczego Politechniki Rzeszowskiej (LBMPL). Obecnie prowadzone są w laboratorium badania nad wytwarzaniem dyfuzyjnych warstw aluminidkowych modyfikowanych hafnem oraz cyrkonem. Warstwy te powstają w procesie chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD). Jednocześnie są realizowane prace badawcze dotyczące modyfikowania platyną i palladem warstw aluminidkowych wytwarzanych metodą CVD. Stanowią one warstwy pośrednie dla warstw ceramicznych osadzanych metodami EB-PVD i LPPS-Thin Film. Badania doświadczalne są realizowane za pomocą urządzenia EB-PVD typu Smart Coater firmy ALD. Stanowi ono prototypowe rozwiązanie, pozwalające na wytwarzanie powłok ceramicznych na małej liczbie elementów konstrukcyjnych, np. łopatek turbin w celach badawczych. Inną rozwijaną technologię stanowi proces natryskiwania plazmowego pod obniżonym ciśnieniem cienkich warstw (LPPS Thin Film) opracowany przez firmę Suzler Metco. Cechą unikatową urządzenia LPPS-Thin Film jest możliwość odparowania cząstek proszku ceramicznego w strumieniu plazmy. Obniżenie ciśnienia oraz obecność fazy gazowej pozwala na uzyskanie warstw o budowie kolumnowej, o większej odporności na pękanie, charakterystycznych dla procesu EB-PVD. Jednocześnie w laboratorium są prowadzone badania odporności na utlenianie izotermiczne i cykliczne, korozję siarkową, odporność erozyjną, w tym w wysokiej temperaturze oraz oceny stopnia oddziaływania wytworzonych powłokowych barier cieplnych na właściwości mechaniczne materiału podłoża.

EN

Dynamic development of civil aviation and the requirements concerning the environment protection determine the development of advanced turbofans, characterized by better performance and lower fuel consumption. The increase of engine service temperature is one of possibilities to achieve this goal. It requires the modification of its construction and the application of advanced materials for turbine blades and the usage of protective and high temperature resistant coatings. The mulitlayer Thermal Barrier Coatings (TBC) are most often used for protection of turbine blades surface. The diffusion, platinum modified aluminide coatings or the MeCrAlY layers consisting of multicomponent alloys obtained with methods of physical vapour deposition (PVD) constitute the inner layer (bond-coat) which protects against the corrosive influence of exhaust gases. The outer layer consisting, in most cases, of yttrium oxide stabilized zirconium oxide deposited with method of physical vapour deposition, involves vaporization with a use of electron beam (Electron Beam Physical Vapour Deposition, EB-PVD). The modern techniques of coating deposition, developed in the Research and Development Laboratory for Aerospace Materials (LBMPL) at Rzeszow University of Technology are introduced in this paper. In the laboratory, there is currently a research on obtaining the diffusion hafnium or zirconium modified aluminide layer being conducted. Those layers are formed during the process of chemical vapour deposition (CVD). Simultaneously, one conducts a research on modifying of aluminide layers with platinum and palladium during the CVD process. They have an application as the bond-coats for ceramic layer deposited by EB-PVD i LPPSThin Film method. The experimental research are realized with a use of ALD Smart Coater EB-PVD device. It is the prototype machine, which allows to create, for scientific purposes, the ceramic coating on a small amount of construction elements i.e. turbine blades. The plasma spraying process under low pressure (LPPS Thin Film) developed by Sulzer Metco company is the alternative process for creating layers. The unique property of LPPS-Thin Film device is the possibility of ceramic powder particles vaporization in the plasma jet. Decrease of pressure and existence of gas phase are the factors that allow to form layer with columnar structure, that have better crack resistance and are characteristic for the EB-PVD process. Simultaneously, one conducts in the laboratory a research on isothermal oxidation resistance, sulfur corrosion resistance, erosion resistance (also for high temperature) and on assessment of influence of Thermal Barrier Coatings on the mechanical properties of base material.

12

Mikrostruktura warstw aluminidkowych modyfikowanych proszkiem NiCrAlY uzyskiwanych metodą zawiesinową na stopie Re 80

Góral M., Filip R.

Inżynieria Materiałowa

|

2011

|

Vol. 32, nr 4

425-428

PL

Metoda zawiesinowa stanowi jedną z najstarszych metod wytwarzania powłok aluminidkowych na nadstopach niklu oraz stopach żelaza i tytanu. Charakteryzuje się stosunkowo niskimi kosztami wytwarzania oraz niezbędnych urządzeń. Umożliwia także prostą modyfikację składu chemicznego przez dodawanie proszków o zróżnicowanym składzie chemicznym. W artykule przedstawiono możliwość modyfikowania składu chemicznego zawiesiny typu Al-Si stosowanej do wytwarzania powłok aluminidkowych na nadstopach niklu przez wprowadzenie proszku typu MeCrAlY w stosunku (do proszku Al-Si) 1:1 i 2:1. Przeprowadzono także próbę nanoszenia samego proszku typu MeCrAlY z wykorzystaniem frakcji ciekłej zawiesiny typu Al-Si. Zawiesinę nanoszono przez zanurzanie, a po osuszeniu wyżarzano w temperaturze 950°C przez 2 godziny. Grubość uzyskanych warstw mieściła się w zakresie 30÷65 um.

EN

The slurry method is one of the oldest methods of aluminide coating deposition on the nickel superalloy as well as ferrum and titanium alloys. It is characterized by relatively low costs of production and of equipment. It enables simple modification of chemical composition through addition of powders with various chemical composition. In the article the possibility of chemical composition modification of the Al-Si slurry used for aluminide coating deposition on the basis of nickel superalloys through introduction of MeCrAlY powder (in 1:1 or 2:1 ratio with Al-Si powder) has been introduced. There was also a research conducted on introduction of MeCrAlY powder with a use of fraction of liquid Al-Si slurry. The slurry was deposited through immersion and annealed (after drying) in the temperature of 950°C for two hours. The thickness of obtained coatings was in the range of 30÷65 um.

13

Mikrostruktura i właściwości mechaniczne warstwy wierzchniej nadstopu niklu po procesie aluminiowania metodą CVD

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

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1291-1294

PL

W pracy wytworzono warstwy aluminidkowe na żarowytrzymałym nadstopie niklu Inconel 100 w procesie chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD). Prowadzono procesy: niskoaktywnego osadzania warstwy w temperaturze 1050°C przez 8 h oraz wysokoaktywnego osadzania z fazy gazowej w temperaturze 1020°C przez 8 h. Weryfikację efektów procesu aluminiowania prowadzono w badaniach mikroskopowych (mikrosturktura i głębokość warstwy) oraz mikroananlizy składu chemicznego na przekroju warstwy na podłożu nadstopu Inconel 100. Określono profil nanotwardości na przekroju wytworzonych warstw oraz wykonano badnia przyczepności warstwy do podłoża metodą scratch test.

EN

The aluminide coatings were formed on a heat resisting nickel base superalloy Inconel 100 in a chemical vapour deposition process CVD. It was conducted the following coating deposition processes: the low activity deposition process at the temperature of 1050°C during 8h and the high activity one at the temperature of 1020°C during 8h. The effect of aluminizing process was examined in the microscopic investigations (microstructure and the depth of the coating) and microanalysis of chemical composition on the cross sections of the samples. The depth of the coating zones and the chemical composition of the areas were determined. The nanohardenss measurements on the cross sections of the coatings were carried out. The study of the adhesion of the aluminide coatings on nickel superalloy were performed using a scratch test method.

14

Charakterystyka warstw aluminidkowych wytworzonych metodami CVD na nadstopach niklu Inconel 625 oraz Inconel 713 LC

Yavorska M., Sieniawski J., Filip R., Krupa K.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1287-1290

PL

Prowadzono badania wpływu mikrostruktury na właściwości mechaniczne warstwy aluminidkowej wytworzonej w procesie CVD na nadstopach niklu Inconel 713LC i Inconel 625. Warstwy aluminidkowe wytwarzano metodą CVD w temperaturze 1050°C przez 8 h oraz w temperaturze 1020°C przez 4 h. Proces niskoaktywny CVD umożliwia wytworzenie dyfuzyjnej warstwy aluminidkowej, składającej się z kryształow fazy NiAl na podłożu ze stopu Inconel 713 LC oraz Inconel 625. Podjęto próbę zwiększenia aktywności aluminium przez stosowanie proszku Al-Cr wewnątrz reaktora, gdzie wytworzono warstwę aluminidkową o zawartości aluminium >38% mas. w zewnętrznej strefie. Celem oceny jakości połączenia warstwy aluminidkowej z podłożem (przyczepności) stosowano metodę scratch-test. Stwierdzono największą wartość siły krytycznej (Lc1 = 43,37 N) dla warstwy aluminidkowej wytworzonej w temperaturze 1050°C w ciągu 8 h na podłożu Inconel 713 LC. Wartość najmniejszą (Lc1 = 16,84 N) wykazano dla warstwy aluminidkowej wytworzonej w temperaturze 1020°C w ciągu 4 h na podłożu Inconel 625.

EN

The influence of microstructure on the mechanical properties of aluminide layer produced in CVD process on nickel base superalloys was investigated. The aluminide layers were produced in the low activity CVD processes at the 1050°C temperature during 8 h and at the 1020°C temperature during 4 h. The low activity CVD process enabled to obtain diffusion aluminide layer, which consists of NiAl phase on the substrates of Inconel 731 LC and Inconel 625. The aluminum activity was increased by means of Al-Cr powder in the retort inside. As a result the aluminum content in the outer zone of aluminide layer of about 38 wt. % was obtained. The scratch-test method was used to assess the quality of between layer and substrate. The largest value of critical force LC1 (about 43.37 N) was found for layer deposited in low activity process on Inconel 713 LC substrate. The lowest value was found for layer deposited at the 1020°C temperature during aluminizing of 4 h on Inconel 625 substrate.

15

Kształtowanie warstwy wierzchniej elementów ze stopu tytanu Ti-6Al-4V w wyniku przetapiania laserowego

Filip R.

Inżynieria Materiałowa

|

2009

|

Vol. 30, nr 5

290-293

PL

Przetopieniu laserem CO2 poddano warstw! wierzchni( stopu tytanu Ti-6Al-4V. Obróbki prowadzono w atmosferze azotu w celu uzyskania w warstwie przetopionej złożonej, wielofazowej struktury zawierającej azotki tytanu. Badano mikrostruktur warstwy przetopionej, stosuj(c mikroskop optyczny i elektronowy mikroskop skaningowy wyposażony w detektor EDS. Identyfikacji faz prowadzono metodą dyfraktometryczną, a badania twardości na przekroju poprzecznym warstwy stopowanej metodą Vickersa. Przeprowadzono badania odporno-ci na zużycie w warunkach tarcia suchego oraz odporności na korozji wytworzonej warstwy wierzchniej. Wyznaczono warto-. siły termoelektrycznej w obszarach strefy przetopionej. W strefie stopowania stwierdzono obecno-. dendrytycznych i płytkowych wydzieleń faz TiN i Ti2N rozmieszczonych w martenzytycznej osnowie. Twardość strefy przetopienia zmieniła się od 1450 do 800 HV0,2. Stwierdzono znaczny wzrost odporności na zużycie w warunkach tarcia suchego oraz zmniejszenie odporności na korozję stopowanej warstwy wierzchniej w porównaniu ze stopem Ti-6Al-4V.

EN

Laser remelting of the Ti-6Al-4V titanium alloy surface layer was carried out by a CO2 laser in a stream of nitrogen. The aim of this process was to obtain the multiphase layer contained titanium nitrides. Microstructural and chemical constitution were performed. The phases identification was carried out by diffractometer, and hardness of surface layer was measured on the surfach of cross-section using the Vickers method. The wear resistance test and corrosion test of the treated surface layer were performed. The thermoelectric power of the separated zones of remelted layer was determined. Laser remelting of the Ti-6Al-4V titanium alloy has produced surface layer chich consists of dendritic and lamellar shape TiN and Ti2N particles spaced in martensitic matrix. The hardness of remelted zone changes from 1450 to 800 HV0,2. It was found that considerable increasing of wear resistance and decreasing of corrosion resistance occur in comparison with untreated Ti-6Al- 4V titanium alloy.

16

Przekształcenia przestrzeni geograficznej a rozwój miasta na przykładzie Krakowa

Bujakowski K., Czerwińska A., Filip R., Barański J., Nowicki A.

Roczniki Geomatyki

|

2008

|

T. 6, z. 3

33-40

EN

The Spatial Planning and Land Development Act effective since 2003 constitutes a legal framework and a formal basis for investment activities. Is the urban space reshaped in accordance with municipal spatial policies in this legal environment? The author presents the findings of analyses concerning the changes of land development in Cracow in the 2003.2007 period, with reference to urban units. The presentation offers findings of congruence analysis of the building conditions decisions issued and the Study of Conditions and Directions of Spatial Development as well as building permits issued with reference to the areas designated for development or already developed. Economic development of a city can be measured by means of various indicators to detect trends of vital importance for city management. The analyses presented pertain to the changes of the number of inhabitants, business entities and employees registered in a particular urban unit. They were conducted on the basis of data gathered by the Municipal Spatial Information System and the Central Statistical Office.

17

Kształtowanie mikrostruktury i właściowści warstwy wierzchniej stopu Ti-6Al-4V przetapianiem laserwowym

Filip R.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 6

564-567

PL

Przetapianie laserowe warstwy wierzchniej stopów tytanu połączone z wprowadzaniem pierwiastków i związków chemicznych zwiększa trwałość w warunkach eksploatacji. W badaniach stosowano proszek TaB2 zmieszany z grafitem. Warstwę wierzchnią z naniesioną warstwą materiału stopującego przetapiano laserem ciągłym CO2 o mocy 1 kW. Stosowano atmosferę ochronną argonu o natężeniu przepływu 10 l/min. Oceniano efektywność procesu stopowania oraz właściwości przetopionej warstwy wierzchniej. Wykonano badania mikrostruktury warstwy stopowanej i strefy wpływu ciepła, jej składu chemicznego oraz fazowego. Twardość określono metodą Vickersa. Wzrost twardości i skład fazowy przyjęto jako kryterium oceny możliwości efektywnego stopowania warstwy wierzchniej. Strefa stopowania zawierała wydzielenia faz TiC, TaB2 oraz TiB w martenzytycznej osnowie i wykazywała zwiększoną twardość i dobrą przyczepność do podłoża.

EN

Laser remelting of surface layer connected with alloying process is applied to different engineering domains and increases properties of titanium alloys. The TaB2 powder mixed with graphite was used in performed investigations. The surface layer was remelting using CO2 1 kW laser in argon atmosphere with blast intensity equal to 10 l/min. Alloyed surface layer was investigated and efficiency of alloying process as well as properties were estimated. The deep and microstructure of the alloyed layer were performed. Phase and chemical composition was determined using microanalysis and diffraction methods. Hardness on the cross-section of laser treated zone were investigated. Increase of hardness and phase composition were a criterion of the surface layer enrichment efficiency. Laser treated layer included hard ceramic particles of TiC, TaB2 and TiB phases spaced in martensitic matrix. The layer possess high hardness and good adhesion.

18

Laser nitriding of the surface layer of Ti6Al4V titanium alloy

Filip R.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2008

|

Vol. 30, nr 1

25-28

EN

Purpose: The purpose of this paper is modification of the surface layer of the Ti6Al4V titanium alloy microstructure and properties by laser remelting in nitrogen atmosphere. Design/methodology/approach: Laser treatment was performed on the samples in stream of nitrogen. Microstructure of laser treated layer was investigated by using Epiphot 300 optical microscope and Novascan 30 scanning electron microscope. Phase composition was determined using X-ray diffractometry. The roughness of surface of treated material was examined using topography scanning system T 8000 made by Hommelwerke GMBH. The Vickers hardness under load of 1.96 N was measured on the cross sections of surface layer. The wear properties of alloyed zone were tested on the testing machine T 08M using ‘pin on disc’ test. Findings: Laser remelting process has produced a surface layer consists of hard ceramics particles of TiN and Ti2N phases spaced in martensitic matrix. The hardness of surface layer increases clearly in comparison with untreated alloy due to formation of TiN and Ti2N particles and depends on the volume fraction of nitrides. Their maximum value of the hardness (1500 HV 0.2) occurs on the surface of laser treated zone. Wear resistance of laser nitrided layer increases considerably in relation to base alloy. Research limitations/implications: Research range was limited to microstructure, phase composition, hardness, fractography and wear resistance investigations. To estimate the influence of the laser nitriding process on corrosion resistance of the layer additional examinations will be performed in future research. Practical implications: Laser remelting of titanium alloy in nitrogen atmosphere makes possible to obtain coatings composed of ceramic particles spaced in metallic matrix characterised by high hardness and wear resistance. Originality/value: The range of investigation included microstructure, phase composition, hardness as well as fractographic estimation and wear properties enables analysis of laser nitriding process efficienty.

19

Modification of surface layer of titanium alloy by laser alloying

Filip R.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 3-4

631-634

EN

The paper presents the results of the laser alloying of Ti-6A1-4V titanium alloy through remelting surface layer with applied SiC powder case. It was carried out to modify the microstructure and properties of the treated zone. Laser process was performed on samples coated by SiC and C powders in stream of argon in order to form the complex microstructure in the consequence of laser irradiation. The laser melted zone was examined: its surface topography, microstructure and phase as well as chemical composition were determined. Microstructural analyses were carried out using Epiphot 300 optical microscope and Novascan 30 scanning electron microscope equipped with EDS X-ray detector. The phases were identified by X-ray diffractometry (Philips) with CuKoc radiation. The Vickers hardness under the load of 1.96 N and thermoelectric power were measured on the surface of cross-sections. Wear resistance tests were carried out using untreated and alloyed samples for comparison.

PL

W pracy przedstawiono efekty wprowadzania materiału stopującego w warstwę wierzchnią stopu tytanu Ti-6A1-4V przy użyciu lasera C02 celem uzyskania zmiany mikrostruktury i właściwości użytkowych w strefie oddziaływania laserowego. Proces prowadzono w osłonie argonu na próbkach pokrytych uprzednio powłoką wytworzoną z proszków SiC i grafitu, celem uzyskania mikrostruktury kompozytowej w efekcie napromieniowania laserowego Prowadzono badania topografii powierzchni stopowanej, mikrostruktury, określono skład chemiczny wydzieleń oraz skład fazowy w strefie stopowania. Stosowano mikroskop świetlny Epiphot 300 i skaningowy Novascan 30 wyposażony w detektor EDX. Fazy identyfikowano przy użyciu dyfraktometru Philips (promieniowanie CuKa) Dokonano pomiarów twardości metodą Vickersa przy obciążeniu 1.96 N oraz siły termoelektrycznej na powierzchni przekroju poprzecznego strefy stopowania. Przeprowadzono badania odporności na zużycie ścierne warstwy stopowanej.

20

Microstructure and wear properties of laser alloyed Ti-6A1-4V titanium alloy

Filip R.

Advances in Materials Science

|

2007

|

Vol. 7, nr 3(13)

12-18

EN

The paper presents the results of the laser alloying of the surface of Ti-6A1-4V alloy carried out to modify the phase composition of the alloyed zone. Laser treatment was performed on samples coated by graphite and TaB2 powders mixture in order to form titanium borides and carbides as a consequence of the laser irradiation. Topography of the surface of laser melted layer was investigated. The laser melted zone was examined and its microstructure and chemical composition were determined by optical microscope and scanning electron microscope equipped with EDS X-ray detector. The phase composition was investigated using X-ray diffractometry. The Vickers hardness was measured on the surface of crosssections. Abrasive wear resistance was a criterion of the surface layer enrichment efficiency. Laser treatment bas produced surface layer which consists of hard TiC, TiB, TaB2 particles spaced in ductile martensitic matrix. The hardness of the layer increases clearly in comparison with the base material.