Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Natryskiwane zimnym gazem powłoki odporne na ścieranie

Kusiński J., Kąc S., Kowalski K., Matteazzi P., Dosta S., Georgiou E.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2018

|

z. 90 [298], nr 2

175--186

PL

Naukowym i technologicznym celem badań było wytworzenie nanostrukturalnych powłok FeCuAl-Al2O3, WC-CoAl, Ni-Sn, TiC/Ti o grubości od 45 do 500 μm. Nanoproszki charakteryzujące się strukturą krystaliczną i równomiernym rozmieszczeniem składników otrzymywano, stosując wysokoenergetyczną syntezę mechaniczną. Proszek o strukturze nanokrystalicznej był nanoszony na podłoże bez istotnych zmian jego struktury i właściwości, z wykorzystaniem nowej technologii (natryskiwania zimnym gazem – CGS), pozwalającej uzyskiwać powłoki o dużej gęstości. Mikrostrukturę oraz skład chemiczny nanoproszków i nanoszonych powłok analizowano, wykorzystując mikroskopię świetlną, TEM, STEM, SEM/EDS, XPS oraz XRD. Ponadto mierzono współczynnik tarcia oraz odporność na ścieranie powłok. Przeprowadzone badania wykazały, że mikrostruktura powłok odpowiada strukturze nanoszonych proszków. Dzięki nanostrukturalnej budowie powłok, właściwej proporcji faz twardych i miękkich, natryskiwane zimnym gazem powłoki wykazują lepsze właściwości trybologiczne w porównaniu z materiałami standardowo stosowanymi w przemyśle i bioinżynierii.

EN

The basic scientific and technological aim of the research was the generation of nano-structured FeCuAl-Al2O3, WC-CoAl, Ni-Sn, TiC/Ti coatings having thicknesses of about 100-500 μm. High energy ball milling synthesis allowed the production of powders characterized by fine and homogeneous chemical distribution of elements, and an "ultrafine" (nanometer scale) crystalline structure. A new powerful deposition technology (Cold Gas Spray – CGS) was used to transfer the nanophased powder onto the substrate in the form of a dense coating with very little or no change of crystal structure and properties. The microstructure and composition of all prepared nano-powders and deposited coatings were investigated using light microscopy, TEM, STEM, SEM/EDS, XPS and XRD techniques. Hardness, and measurement of the coefficient of friction and wear resistance were carried out on the deposited coatings. It was found that the microstructure of the powder is maintained in the deposited coating. The nano phased structure, with an appropriate balance of hard and soft phases, allows the CGS coatings to exhibit better tribological properties than that of the examined benchmark materials.

2

Microstructure and Properties of TiC/Ti Coatings Deposited by the Supersonic Cold Gas Spray Technique

Kusiński J., Kac S., Kowalski K., Dosta S., Georgiou E. P., Garcia-Forgas J., Matteazzi P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 2

867--873

EN

Nanostructured, biocompatible, TiC/Ti Supersonic Cold Gas Sprayed coatings were deposited onto a Ti6Al4V alloy and their microstructure, wear resistance and hardness were investigated. The starting nanostructured powder, containing a varied mixture of Ti and TiC particles, was produced by high energy ball milling. Scanning and transmission electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and X-ray diffraction were used for structural and chemical analyses of powder particles and coatings. Coatings, 250-350 μm thick, preserving the nanostructure and chemical powder composition, with low porosity and relatively high hardness (~850 HV), were obtained. These nanostructured TiC/Ti coatings exhibited better tribological properties than commonly used biomedical benchmark materials, due to an appropriate balance of hard and soft nano-phases.

3

Structural and chemical investigation into Ti/TiC coatings deposited with Cold Gas Spraying (CGS)

Kąc S., Szwachta G., Kusiński J., Matteazzi P., Colella A., Dosta S., Fernandez J., Garcia-Forgas J.

Inżynieria Materiałowa

|

2014

|

Vol. 35, nr 2

150--153

EN

The article presents structural and chemical investigation into Ti/TiC coatings, deposited by using Cold Gas Spraying Technology (CGS) onto titanium aluminium vanadium alloy (TiAlV) substrate. The main issues were to obtain nanostructured coatings with very fine titanium carbides, evenly distributed in the metallic matrix. Nanostructured powder was produced by the High Energy Ball Milling (HEBM), which – applying mechanico-chemical synthesis principles – leads to simultaneous getting of: improvement in material properties, fine phase distribution and uncompleted reaction. Nanostructured particles of 20÷40 μm in size were used during spraying process. The impact energy of nanostructured particles on the substrate was used to induce the uncompleted reactions. The structural investigations were carried out by using three methods: scanning and transmission electron microscopy (with Energy-dispersive X-ray spectroscopy) and X-ray diffraction technique. Results show that the large titanium carbide particles were cracking after impact and did not show a good cohesion to titanium matrix. The fine particles were arranged in coating very densely. The energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) was used to identify the chemical elements in the coatings. The analysis detected only titanium and carbon. This enabled to distinguish the individual particles in the coating structure. The X-ray diffraction (XRD) was used to identify the phase composition in coatings and revealed only α titanium and titanium carbide phases in coatings.

PL

W artykule przedstawiono analizę struktury i składu chemicznego powłok Ti/TiC uzyskanych metodą natryskiwania na zimno (CGS) na podłoże ze stopu tytan-glin-wanad. Celem pracy było otrzymanie nanostrukturalnych powłok zbudowanych z bardzo drobnych węglików tytanu, równomiernie rozmieszczonych w osnowie tytanu. Nanostrukturalny proszek został wytworzony za pomocą wysokoenergetycznego mielenia (HEBM), które, wykorzystując prawa syntezy mechaniczno-chemicznej, doprowadziło do jednoczesnego uzyskania lepszych własności materiału, drobnodyspersyjnych faz i uzyskania stanu niekompletnej reakcji. Nanostrukturalne cząstki proszku o wielkości 20÷40 μm zostały użyte podczas natryskiwania. Energia uderzenia cząstek nanostrukturalnego proszku o podłoże pozwalała wywołać odpowiednie reakcje zapoczątkowane podczas mielenia. Badania struktury przeprowadzono za pomocą trzech metod: skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej (w tym mikroanalizy rentgenowskiej) i technik dyfrakcji promieniowania X. Wyniki ujawniły, że duże węgliki tytanu po uderzeniu pękają i nie występuje dobra kohezja pomiędzy nimi a tytanową osnową. Z kolei drobne cząstki były równomiernie rozmieszczone w całej objętości powłoki. Powłoki były zwarte i jednorodne. Spektroskopia z dyspersją energii (EDS) została zastosowana w celu analizy składu chemicznego powłok. Potwierdzono obecność tylko tytanu i węgla. Analiza ta (wraz z analizą dyfrakcji elektronowych) pozwoliła, jednoznaczną identyfikację poszczególnych cząstek w strukturze powłoki. Technika dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (XRD) została użyta w celu identyfikacji poszczególnych faz w powłokach. Potwierdzono obecność dwóch faz – Tiα oraz TiC.

4

Microstructural characterization of Fe-Cu-Al-Al2O3 coatings prepared with cold gas spraying technique

Kąc S., Szelc J., Kusiński J., Matteazzi P., Colella A., Dosta S., Fernandez J.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 4

299--302

EN

The paper presents the investigation results of the inﬂuence of deposition parameters on: microstructure, chemical and phase composition of Fe-Cu-Al-Al2O3 coatings. The aim of this study is to develop an appropriate chemical composition and stmcture of the coatings based on Fe-Cu-Al-Al2O3 considering their adhesion to substrates, high wear resistance, etc. The substrate material for applied coating was carbon steel. Cold Gas Spraying technology was applied to deposit coatings at increasing gas temperature 600÷800°C and pressure 3.2÷4.0 MPa. The microstructure of coatings was examined with light microscopy (LM), scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopy. Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) was utilized to identify the chemical composition of the coatings. X-ray diffraction (XRD) and electron diffraction in TEM were used to identify the phases in coatings. The experiments revealed a strong effect of deposition parameters on the structural and chemical composition of the Fe-Cu-Al + Al2O3 SCG sprayed coatings. The electron microscopy and X-ray diffraction examinations revealed that coatings are made up of nanometric complex metallurgical phases (complex iron, copper and alumina phases) and have good bonding with the substrate.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu parametrów osadzania na mikrostrukturę, skład chemiczny i fazowy powłok na bazie Fe-Cu-Al-Al2O3. Celem badań było opracowanie składu chemicznego i struktury powłok, uwzględniając ich przyczepność do podłoża, odporność na ścieranie itp. Podłożem dla nanoszonej powłoki była stal węglowa. Proces natryskiwania powłok przeprowadzono w temperaturze gazu 600÷800°C pod ciśnieniem 3,2÷4,0 MPa. Mikrostrukturę otrzymanych powłok analizowane za pomocą mikroskopu świetlnego (LM) i skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Do identyfikacji pierwiastków w powłokach zastosowano metodę mikroanalizy rentgenowskiej (EDS). Do analizy fazowej otrzymanych powłok użyto rentgenowskiej analizy fazowej (XRD) oraz transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM). Przeprowadzone eksperymenty ujawniły znaczący wpływ parametrów osadzania techniką natryskiwania na zimno na skład chemiczny i fazowy powłok Fe-Cu-Al + Al2O3. Badania przeprowadzone za pomocą mikroskopii elektronowej oraz rentgenowskiej analizy fazowej wykazały, że powłoki są wytworzone z nanometrycznych złożonych faz (złożone fazy zawierające żelazo, miedź oraz aluminium), jak również mają dobre połączenie z podłożem.

5

The FeCuAl-Al2O3 coatings deposited by means of supersonic technique – microstructure and properties

Kusiński J., Kac A., Matteazzi P., Colella A., Dosta S., Fernandez J., Celis J. P., Georgiou E.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 6

576--579

EN

The basic scientific and technological aim of the research was the generation of nanostructural FeCuAl-Al2O3 coatings having thickness of about 100 μm. The high energy ball milling allowed to produce powders characterized by a fine and homogeneous chemical distribution of elements and an ultrafine (the nanometric size) crystalline structure. A new powerful deposition technology (Supersonic Cold Gas Spray – SCGS) was used to transfer nanophased powder onto the substrate in the form of dense coating with very small or none change of crystal structure and properties. The microstructure and composition of all prepared nanopowders and deposited coatings were investigated using the light microscopy, TEM/HRTEM, STEM, SEM/EDS and XRD techniques. Hardness, Young’s modulus, friction coefficient and wear resistance measurements were carried out on the deposited coatings. It has been found that microstructure of deposited coatings remains that of the powder used for deposition. Thanks to nanophase structure, with an appropriate balance of hard and soft phases, the SCGS coatings exhibited better tribological properties than that of the examined benchmark materials.

PL

Naukowym i technologicznym celem badań było wytworzenie nanostrukturalnych powłok FeCuAl-Al2O3 o grubości ok. 100 μm. Nanoproszki charakteryzujące się strukturą krystaliczną i równomiernym rozmieszczeniem składników otrzymywano, stosując wysokoenergetyczną syntezę mechaniczną. Proszek o strukturze nanokrystalicznej był nanoszony na podłoże bez istotnych zmian jego struktury i właściwości. Wykorzystano nową technologię naddźwiękowego natryskiwania zimnym gazem (SCGS) pozwalającą uzyskiwać powłoki o dużej gęstości. Mikrostrukturę oraz skład chemiczny nanoproszków i nanoszonych powłok analizowano, wykorzystując mikroskopię świetlną, TEM/HRTEM, STEM, SEM/EDS oraz XRD. Ponadto mierzono twardość, moduł Younga, współczynnik tarcia oraz odporność na ścieranie powłok. Przeprowadzone badania wykazały, że mikrostruktura powłok odpowiada strukturze nanoszonych proszków. Dzięki nanostrukturalnej budowie powłok, właściwej proporcji faz twardych i miękkich, natryskiwane zimnym gazem powłoki wykazują lepsze własności tribologiczne od materiału porównawczego.