Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Properties of Al2O3 Ceramic Coatings Applied by ALD Method on 100Cr6 Steel

Radoń-Kobus Krystyna, Madej Monika

Tribologia

|

2022

|

nr 2

45--53

EN

The purpose of the paper was to assess the morphology, chemical composition, geometric surface structure and contact angle, as well as to analyse the tribological properties of Al2O3 coatings deposited on 100Cr6 steel using the technique of atomic layers ALD. Al2O3 coatings were selected due to their tribological properties, adhesion to the substrate and hardness. Tribological tests were performed in a reciprocating motion in a ballon-disc combination, with a counter-specimen of 100Cr6 steel, under the conditions of technically dry friction. Surface morphology was observed under a scanning microscope, and an EDS analyser enabled the performance of an analysis of the chemical composition of the samples. Wetting of the surface of the Al2O3 coating was determined by means of an optical strain gauge. The geometric surface structure before and after the tribological tests was analysed by means of a confocal microscope with an interferometric mode. The tests proved that during technically dry friction, the average coefficient of friction for the Al2O3 coating is lower by approximately 30% than for 100Cr6 steel. The tested coatings are characterised by hydrophobicity.

PL

Celem pracy była ocena morfologii, składu chemicznego, struktury geometrycznej powierzchni, kąta zwilżania oraz analiza właściwości tribologicznych powłok Al2O3 osadzanych na stali 100Cr6 techniką warstw atomowych ALD. Powłoki Al2O3 wytypowano ze względu na ich właściwości tribologiczne, adhezję do podłoża oraz twardość. Testy tribologiczne przeprowadzono w ruchu posuwisto-zwrotnym w skojarzeniu kula–tarcza z przeciwpróbką ze stali 100Cr6 w warunkach tarcia technicznie suchego. Na mikroskopie skaningowym obserwowano morfologię powierzchni, a analizator EDS umożliwił przeprowadzenie analizy składu chemicznego próbek. Przy pomocy tensjometru optycznego określono zwilżalność powierzchni powłoki Al2O3. Strukturę geometryczną powierzchni przed i po testach tribologicznych analizowano za pomocą mikroskopu konfokalnego z trybem interferometrycznym. Testy wykazały, że podczas tarcia technicznie suchego średni współczynnik tarcia dla powłoki Al2O3 jest około 30% mniejszy niż dla stali 100Cr<6. Badane powłoki charakteryzują się hydrofobowością.

2

Przegląd metod nakładania powłok ceramicznych na elementy metaliczne

Rusowicz Artur

Szkło i Ceramika

|

2021

|

R. 72, nr 1

21--24

PL

Rozwój techniki spowodował potrzebę stosowania materiałów o podwyższonych własnościach. Dotyczy to zarówno własności mechanicznych, własności związanych z odpornością na korozję i erozję, odpornością na ścieranie oraz jako bariery cieplne i elektryczne. Własności tych nie da się uzyskać stosując jednorodne materiały. Z pomocą przychodzą tu techniki łączenia jednych materiałów z drugimi. Jedną z takich metod jest nanoszenie powłok ceramicznych na materiały metaliczne. Artykuł skupia się na przeglądzie metod nanoszenia ceramiki na metale z opisem ich własności oraz wypunktowując wady oraz zalety.

EN

The development of technology has resulted in the need to use materials with improved properties. This applies to both mechanical properties, properties related to corrosion and erosion resistance, abrasion resistance and as thermal and electrical barriers. These properties cannot be obtained by using homogeneous materials. The techniques of joining one material to another come in handy here. One such method is the application of ceramic coatings to metallic materials. The article focuses on a review of the methods of applying ceramics to metals with a description of their properties and highlighting the advantages and disadvantages.

3

Wpływ powłok ceramicznych natryskiwanych plazmowo tlenkami metali przejściowych na zmniejszenie emisji NOx

Morel Sławomir, Skrzyniarz Magdalena

Przemysł Chemiczny

|

2021

|

T. 100, nr 8

747--749

PL

Gaz ziemny spalano w temp. 520-720°C w cylindrycznej komorze spalania zawierającej ceramiczny element katalityczny z powłoką plazmową na bazie V₂O₅, MnO₂ lub CeO₂. Badano skład spalin przed wlotem do elementu katalitycznego i na jego wylocie. Stwierdzono katalityczny wpływ napylonych plazmowo tlenków na utlenianie CO i redukcję NOₓ. Największy, 67-proc. spadek emisji NOₓ osiągnięto w obecności katalizatora na bazie MnO₂.

EN

Natural gas was burned at 520-720°C in a cylindrical combustion chamber contg. a ceramic catalyst element with a plasma coating based on V₂O₅, MnO₂ or CeO₂. The compn. of exhaust gases was tested before and after the catalytic unit. The catalytic impact of the plasma-sprayed oxides on the CO oxidn. and NOₓ redn. was obsd. The largest, 67% decrease in NOₓ emission was achieved in the presence of a catalyst based on MnO₂.

4

Powłoki ceramiczne GreenEco

Adamski Andrzej

Nowa Energia

|

2020

|

nr 1

76--77

PL

Niezawodny czas pracy bloków energetycznych zależy od stanu zużycia wszystkich elementów krytycznych. Uzasadnione przedłużanie okresów między remontowych ma na celu obniżanie kosztów remontów, zwiększenie niezawodności urządzeń kotłowych i zwiększenie stopnia wykorzystania mocy całego bloku.

5

Wpływ cienkich warstw SiO₂ osadzonych metodą zol-żel na stali 316L na jej odporność korozyjną i bioaktywność w roztworze sztucznej krwi

Mazur A., Chęcmanowski J. G., Szczygieł B.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 5

1183--1188

PL

Metodą zol-żel nanoszono powłoki SiO₂ na podłoże ze stali nierdzewnej 316L w celu poprawy bioaktywności oraz odporności korozyjnej materiału. Powłoki otrzymywano z zolu zawierającego tetraetoksysilan (jako prekursor) oraz alkohol izopropylowy lub alkohol butylowy jako rozpuszczalnik. Próbki eksponowano w roztworze sztucznej krwi (SBF) przez 142 doby. Badania SEM i EDS wykazały, że wielowarstwowe powłoki SiO₂ uzyskane z zolu zawierającego izopropanol sprzyjają tworzeniu ceramiki apatytowej, co może świadczyć o ich bioaktywności. Zgodnie z wynikami badań potencjodynamicznych i ICP odporność korozyjna stali w roztworze SBF wzrasta po osadzeniu powłok SiO₂ metodą zol-żel.

EN

Single and multilayer SiO₂ coatings were deposited on 316L steel from (EtO) ₄Si-contg. iso-PrOH or BuOH solutions and immersed in artificial blood soln. for 142 days. The sample surfaces were studied by energy-dispersive spectroscopy. Iso-PrOH was a more efficient solvent than BuOH in generating the layer bioactivity. The corrosion resistance of the coating increased with increasing no. of layers.

6

Al2O3 + TiO2 thin film made by electrostatic spray deposition

Krella A. K., Krupa A., Sobczyk A. T., Jaworek A.

Advances in Materials Science

|

2016

|

Vol. 16, nr 3(49)

47--55

EN

In this work electrostatic spray deposition process was used to deposit thin Al2O3 + TiO2 ceramic thin film on X10CrAlSi18 steel from colloidal suspension of TiO2 powder in Al2O3 precursor solution. The precursor was 3% solution of Al2(NO3)3 in ethanol. An influence of the thermal treatment after film deposition on protective properties against high temperatures and film endurance were investigated. The resistance against thermal cycles and dynamic impacts were tested. Performed investigations showed that the best protective properties had the Al2O3 + TiO2 film sintered at 1000°C.

7

Physicochemical properties of the Fe-25Cr/(La,Sr)CrO3 layer system in air and Ar/H2/H2O gas mixture

Bobruk M., Brylewski T.

Ochrona przed Korozją

|

2015

|

nr 11

392--395

EN

The oxidation kinetics and electrical properties of the Fe-25Cr stainless steel with the (La,Sr)CrO3 thick film coating were studied during its oxidation at 1073 K for 650 hrs in air and the Ar/H2/H2O gas mixture. The investigated material was the DIN 50049 steel covered with the (La,Sr)CrO3 paste using the screen printing method. To prepare the paste, La0.8Sr0.2CrO3 micropowder was obtained via EDTA gel processes. Kinetic studies demonstrated that the application of the investigated coating can reduce the rate of corrosion of this type of steel by approximately as much as an order of magnitude. The measured values of area-specific resistance of the Fe-25Cr/(La,Sr)CrO3 layered system after oxidation in the afore-mentioned atmospheres were ca. 50% lower than the upper limit specified for interconnects (0.1 Ω⋅cm2).

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań kinetyki utleniania i właściwości elektrycznych stali ferrytycznej Fe-25Cr z powłoką (La,Sr)CrO3 podczas jej utleniania w 1073 K przez 650 godz. w powietrzu i mieszaninie gazu Ar/H2/H2O. Badaniom poddano stal DIN 50049 z naniesioną pastą (La,Sr)CrO3 za pomocą metody sitodruku. Do przygotowania pasty użyto mikroproszku La0.8Sr0.2CrO3, który otrzymano metodą EDTA gel processes. Badania kinetyczne dowiodły, że w wyniku zastosowania powłoki ceramicznej można obniżyć szybkość korozji tego typu stali nawet o około rząd wielkości. Zmierzone wartości powierzchniowej rezystancji elektrycznej układu warstwowego Fe-25Cr/(La,Sr)CrO3 po utlenianiu w w/w atmosferach były około 2 razy niższe od górnej granicy dopuszczalnej dla interkonektorów (0,1 Ω⋅cm2).

8

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).

9

Wytwarzanie ceramicznych powłok biomedycznych metodą zol-żel

Pietrzyk B.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2013

|

Z. 446

1--99

PL

Praca dotyczy wytwarzania ceramicznych powłok biomedycznych metodą zol-żel i badań podstawowych właściwości tych powłok. Obejmuje ona opracowanie sposobów wytwarzania powłok tlenku tytanu, tlenku glinu i hydroksyapatytu, a także przeprowadzenie badań tych powłok w zależności od warunków wytwarzania. Zawiera także przykłady użycia metody zol-żel do wytworzenia tlenkowych, warstwowych powłok kompozytowych oraz warstwowej powłoki węgiel/hydroksyapatyt, w której warstwa węglowa została wytworzona metodą PACVD. Praca obejmuje ponadto opracowanie nowej metody wytwarzania powłok ceramicznych: wspomaganej plazmowo metody aerozol-żel. Istota tej metody polega na połączeniu techniki zol-żel z techniką plazmy niskotemperaturowej stosowaną do obróbki powierzchni. Opracowana metoda pozwala na przeprowadzenie w jednym reaktorze procesu wytwarzania powłok ceramicznych obejmującego przygotowanie (aktywację) powierzchni podłoża za pomocą obróbki plazmowej, nakładanie powłoki z aerozolu oraz obróbkę plazmową wytworzonej powłoki. Obróbka plazmowa powłok prowadzi do zagęszczania ich powierzchni i może zastąpić wygrzewanie, co zwiększa możliwości kształtowania właściwości wytwarzanych ceramicznych powłok biomedycznych. Rozprawa zawiera 7 rozdziałów, z których pierwsze dwa dotyczą danych literaturowych na temat biomateriałów i metody zol-żel oraz sformułowanie celu pracy, natomiast pozostałe przedstawiają prace własne autorki. Rozdział 3 prezentuje wyniki badań powłok tlenku tytanu, tlenku glinu i hydroksyapatytu obejmujące ich morfologię, budowę chemiczną i krystaliczną, właściwości ochronne i mechaniczne, a także badania oddziaływania ich powierzchni z krwią oraz odporności na zasiedlanie bakteriami E.Coli. Dodatkowo zamieszczono wyniki badań bioaktywności i właściwości fotokatalitycznych tlenku tytanu. Stwierdzono, że stosowany zakres zmienności parametrów wytwarzania pozwala na uzyskanie powłok o korzystnych cechach użytkowych. Rozdział 4 zawiera wyniki badań właściwości ochronnych i przyczepności powłok kompozytowych, wskazujące na poprawę tych właściwości w stosunku do powłok j ednoskładnikowych. Rozdział 5 dotyczy wspomaganej plazmowo metody aerozol-żel i obejmuje opis konstrukcji i działania reaktora oraz wyniki badań budowy chemicznej powłok tlenku tytanu, tlenku glinu i hydroksyapatytu wytwarzanych tą metodą. Prezentowana metoda jest przedmiotem zgłoszenia patentowego i stanowi nowość w skali światowej. Ostatnie dwa rozdziały prezentują najważniejsze wyniki badań i wnioski wynikające z rozprawy.

EN

The paper concerns a production of ceramic biomedical coatings by the sol-gel method and a study of the basic properties of these coatings. The work comprises a development of sol-gel methods for the synthesis of titanium oxide, alumina and hydroxyapatite coatings, as well as performing tests of these coatings properties and their dependence on the parameters of preparation. It also contains examples of an application of the sol-gel method to produce oxide sandwich composite coatings and carbon/hydroxyapatite sandwich coatings. In the latter case, carbon layers are synthesized with the plasma assisted chemical vapor deposition (PACVD) technique. The work further comprises a development of a new way of deposition of ceramic coatings, namely a plasma-enhanced aerosol-gel method. The idea of this method is to combine the sol-gel technique of deposition with the low temperature plasma processing of the sol-coated surface. The developed method allows one to carry out, in a single reactor, the entire manufacturing process comprising: substrate preparation (activation) by plasma treatment, aerosol deposition of ceramic coating and its plasma treatment. Plasma processing of the coatings leads to a densification of their surface and it is a process able to completely replace thermal annealing. It increases a likelihood of creating ceramic coatings having advantageous biomedical properties. The dissertation contains seven chapters. The first two refer to the literature on the subject of biomaterials and the sol-gel method, while the remaining ones present the author's own work. Chapter 3 presents results of morphology, chemical and crystalline structure studies, as well as those of mechanical, protective and biomedical properties of the titanium oxide, alumina and hydroxyapatite coatings. As far as biomedical studies are concerned, they comprise interaction of the coatings surface with blood and their resistance to the colonization by E.Coli bacteria. Additionally, test results of bioactivity and photocatalytic properties of titanium oxide are presented. It was found that the range of variation of operational parameters used in their production, allows one to obtain coatings with advantageous functional characteristic. Chapter 4 presents results of the protective properties and adhesion of composite coatings, indicating an improvement of these properties compared to the single component coating. Chapter 5 concerns the plasma enhanced aerosol-gel method, and it includes a description of the reactor, its construction and operation, as well as results of the studies on chemical structure of the titanium oxide, alumina and hydroxyapatite coatings produced by this method. The method presented is a subject of patent application and it is an innovation on the global scale. The last two chapters present the key findings and conclusions of the dissertation.

10

Tribological characteristics of stamping dies with coatings

Evin E., Abel M., Viňáš J., Tkáčová J., Antoszewski B.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2013

|

z. 85[288], nr 2

129--137

EN

A variety of cast iron and steel grades are used for manufacturing dies in stamping industry. The costs of these materials may vary considerably. However, with appropriate surface treatments, coatings and lubricants, a cost-effective die material may outperform the expensive ones. Therefore, in selecting die materials, a systematic evaluation of tool materials, coatings and heat treatments are required, considering the cost and tool life as parameters. In the contribution the plasma sprayed ceramic coatings Cr203 and Al2O3 were investigated in sliding contact with steel in both, the block-on-ring arrangement (tester T 05) and deep drawing process. The friction coefficient and wear of these coatings were measured at dry friction conditions and with lubricant at utilization of tester T 05. For different types of die rings (with and without ceramic coatings) the punching forces were measured during deep-drawing process. The results show that the main advantage of application of A1203 and Cr203 coatings on dies contact surfaces in comparison with dies made of tool steel may be the increase of life-time and wear resistance, the in-crease of the cup surface quality, savings of deficient elements by replacement of expensive tool steels by common constructional steels.

PL

Różnorodne żeliwa oraz stale są stosowane do wykonywania narzędzi do procesów tłoczenia. Koszt tych materiałów może kształtować się na różnym poziomie. Tymczasem, poprzez zastosowanie określonej obróbki powierzchniowej i powłoki oraz smaru, matryce można wytwarzać metodami mniej kosztownymi, zastępując drogie materiały. Dlatego też w doborze materiałów konieczna jest systematyczna analiza materiałów narzędziowych, stosowanych powłok oraz przewidywanej obróbki cieplnej, biorąc pod uwagę jako podstawowe parametry koszty wykonania oraz żywotność narzędzi. W prezentowanym opracowaniu badano naniesione plazmowo powłoki Cr203 oraz Al2O3 w kontakcie ze stalą, zarówno za pomocą tribotestera T 05, jak również w procesie wytłaczania. Pomiary współczynnika tarcia oraz zużycia realizowano za pomocą tribotestera w warunkach tarcia na sucho oraz z zastosowaniem smaru. W trakcie procesu wytłaczania dokonywano pomiaru siły kształtowania dla różnych pierścieni matrycowych z powłoką ceramiczną oraz bez powłoki. Wyniki badań zdecydowanie wykazały główne korzyści wynikające ze stosowania narzędzi z powłokami ceramicznymi w porównaniu z narzędziami bez powłoki na powierzchniach kontaktu z kształtowanym materiałem – zwiększenie żywotności poprzez zmniejszenie zużycia ściernego, poprawę jakości wytłoczek oraz oszczędzanie materiałów deficytowych przez zastąpienie drogich stali stopowych stalami konstrukcyjnymi.

11

Fizykochemiczne właściwości układu warstwowego Fe-25Cr/(La,Ca)CrO3 w atmosferze powietrza i mieszanin gazów Ar/H2/H2O i Ar/CH4/H2O

Brylewski T., Bućko M.M., Rakowska A., Dąbek J., Przybylski K.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 1

8--19

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań kinetyki utleniania i właściwości elektrycznych stali ferrytycznej Fe-25Cr z powłoką (La,Ca)CrO3 podczas jej utleniania w 1073 K w powietrzu i mieszaninach gazów Ar/H2/H2O i Ar/CH4/H2O. Badaniom poddano stal DIN 50049 z naniesioną pastą (La,Ca)CrO3 przy pomocy metody sitodruku. Do przygotowania pasty użyto mikroproszku La0,8Ca0,2CrO3, który otrzymano metodą współstrącania i kalcynacji. Kinetykę wzrostu zgorzeliny na stali czystej oraz pośredniej warstwy reakcyjnej na granicy rozdziału stal/powłoka układu warstwowego Fe-25Cr/(La,Ca)CrO3 w w/w warunkach można opisać w przybliżeniu prawem parabolicznym. Morfologię oraz skład chemiczny i fazowy produktów utleniania stali czystej i stali z powłoką (La,Ca)CrO3 badano przy pomocy SEM-EDS, TEM-SAD i XRD. Wpływ pośredniej warstwy reakcyjnej na właściwości elektryczne badanego układu stal/powłoka przedyskutowano w aspekcie jego przydatności do konstrukcji metalicznych interkonektorów dla ogniw paliwowych SOFC.

EN

The oxidation kinetics and electrical properties of the Fe-25Cr stainless steel coated in the (La,Ca)CrO3 thick film were studied during its oxidation at 1073 K in air and Ar/H2/H2O and Ar/CH4/H2O gas mixtures. The material for the experiments was the DIN 50049 steel covered with the (La,Ca)CrO3 paste, using the screen printing method. To prepare the paste, La0.8Ca0.2CrO3 micropowder was obtained via co-precipitation and calcination. The kinetic growth of the scale on pure steel and of the intermediate reactive layer at the steel/coating interface of the Fe-25Cr/(La,Ca)CrO3 layer system in the afore-mentioned conditions approximately follows the parabolic rate law. The morphology, and the chemical and phase compositions of the oxidation products of pure steel and the steel coated with (La,Ca)CrO3 were investigated using SEM-EDS, TEM-SAD and XRD analyses. The effect of the intermediate reactive layer on the electrical properties of the studied system is discussed in terms of its applicability for the construction of metallic interconnects used in SOFCs.

12

Wspomagana plazmowo metoda wytwarzania powłok ceramicznych z aerozolu

Pietrzyk B., Miszczak S., Szymanowski H., Gawroński Z.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

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

24--26

13

Eksperymentalna i teoretyczna analiza zużycia cienkich powłok ceramicznych w styku tribologicznym

Zimowski S., Rakowski W.

Tribologia

|

2011

|

nr 4

263-270

PL

W artykule przedstawiono model służący do prognozowania zużycia cienkich powłok ceramicznych pracujących w styku skoncentrowanym. Opracowany model oparty jest o prawo zużycia Archarda, które uzależnia przyrost objętości materiału usuwanego ze strefy styku w wyniku zużycia od: współczynnika zużycia, nacisków w strefie styku oraz drogi tarcia i przyrostu pola styku. Zarówno w modelu, jak i w testach parę tribologiczną stanowiły kula i płaska powierzchnia. Kula o średnicy 1 mm wykonana z Al2O3 współpracowała z powłoką TiN, dwoma powłokami kompozytowymi typu nc-TiN/a-C oraz powłoką nc-WC/a-C. Na podstawie obserwacji mikroskopowych i analizy profilu bruzdy stwierdzono głównie ścierny charakter zużycia, dominujący w zakresie małych obciążeń, kiedy układ powłoka/podłoże nie ulega znaczącej deformacji. Porównanie wyników badań symulacyjnych z eksperymentalnymi wskazuje, że przyjęty model umożliwia szacowanie zużycia powłok ceramicznych w oparciu o parametry materiałowe oraz warunki tarcia.

EN

The article presents the model used to predict wear of thin ceramic coatings working in tribological contact. The model is based on the Archard wear law and contact mechanics. The cooperation of elements in the ball/plane system in the elastic deformation range was established. Wear simulations were compared with the results obtained from tribological tests in a ball-on-disc machine. The tribological pair consisted of TiN coating or nc-WC/aC and nc-TiN/aC composite coatings as the discs and alumina ball with diameter of 1mm as the counterpart. Microscopic observations and grove profiles analysis shows abrasion as the dominant mechanism of wear. This model allows the estimation of the durability of ceramic coatings based on the mechanical properties of material and friction parameters.

14

Degradacja powłokowych warstw barierowych TBC typu Gd2Zr2O7 w warunkach utleniania statycznego

Moskal G.

Ochrona przed Korozją

|

2011

|

nr 4-5

186-191

PL

W artykule dokonano oceny mechanizmu degradacji powłokowych barier cieplnych typu Gd2Zr2O7w warunkach utleniania statycznego w temperaturze 1100 [oC]. Badania przeprowadzono w zakresie obejmującym ocenę kinetyki wzrostu tlenków typu TGO oraz charakterystyki tego obszaru metodami mikroskopii świetlnej, skaningowej wraz z oceną składu chemicznego i fazowego w mikroobszarach metodami odpowiednio EDS i EBSD. Stwierdzono, że mimo zdecydowanie niższej wartości przewodnictwa cieplnego warstwy cyrkonianowej kinetyka wzrostu oraz sam proces degradacji systemu TBC przebiega znacznie szybciej w przypadku warstw nowego typu, co jest związane z silną skłonnością do tworzenia tlenków przejściowych typu GdAlO3 pomiędzy warstwą ceramiki, a tlenkiem aluminium, z którego zbudowana jest warstwa tlenków TGO.

EN

Degradation mechanism of thermal barrier coatings of Gd2Zr2O7 type during static oxidation test at 1100 [oC] in air was characterized in this article. The investigation range was as follow: characterization of kinetic growth of TGO oxide layer, and microstructural description of this region including morphology, chemical composition and phases constituent of oxides by using of EDS and EBSD method. The basic conclusion was acceleration of degradation process in the case of Gd2Zr2O7 ceramic layer even though the lower thermal conductivity of new type of TBC. The reason of this fact was relate to perovskite oxide formation of GdAlO3 type between ceramic layer and alumina from TGO layer.

15

Tribological properties of selected ceramic coatings

Vinas J., Brezinova J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2010

|

z. 81 [277]

121-126

EN

The contribution deals with methods of plasma sprayed ceramic materials evaluation. There were evaluated ceramic coatings A 99, Cr2O3 and Cr2O3 + 5% TiO2. Influence of the interlayer NiCr on the functional properties of sprayed coatings was also studied. There were determined thickness, microhardness and adhesion of particular coatings together with their resistance to abrasive wear and thermal cyclic loading.

16

Research of the structure and adhesive properties of ceramic coatings

Jankura D.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2010

|

z. 80 [274]

113-120

EN

The paper presents the research results of adhesive properties of plasma sprayed ceramic coatings on Al2O3 and ZrSiO4 base in tribological couples with 19 436 and 12 050 materials and polyamide. Ceramic layers are formed by three types of particles that differ, from each other inform and compactness. Non-compactness in the structure of the layer degrades its properties and it is possible to divide it into voids, pores, branched cracks and large particles. Among the investigated ceramic Al2O3 and ZrSiO4 based coatings the Al2O3 coating showed the best properties under adhesive wear conditions; this material, mainly in combination with 19436 material, is suitable for friction nodes. The wear value is in accordance with the course of the friction coefficient of the investigated tribological couples. The wear value is connected with the surface hardness of materials in the friction couple. The ceramics-polyamide couple appears to be high-prospective, since it shows a low friction coefficient and minimum wear and seizure tendency.

17

Badania tribologiczne powłok ceramicznych natryskiwanych plazmowo

Feldshtein E., Laber A., Devojno O., Yatskievich O.

Tribologia

|

2010

|

nr 2

23-34

PL

W artykule przedstawiono wpływ powłok ceramicznych Al2O3, Al2O3-B i Al2O3-Mo natryskiwanych plazmowo i rodzaju tarcia na właściwości tribologiczne, tj. współczynniki tarcia, zużycie, temperaturę węzła tarcia. Jako grubość powłok przyjęto 0,5-0,7 mm, materiałem, na który nakładano powłoki była stal C45.

EN

Plasma-sprayed coatings on the base of ceramic powders Al2O3, Al2O3-B and Al2O3-Mo were investigated. The thickness of coatings after processing was equal to 0.5–0.7 mm, the base material was steel C45. The analysis of metallographic samples of coatings allowed us to find that ceramic coatings consists of quasi-molten and then harden particles. The molten intensity of coating material Al2O3-B is more in comparison with other materials. Research using friction-wear machine of the Amsler type determined that values of the friction coefficient for coatings are practically equal when dry friction. The presence of gearbox oil decreases the friction coefficients of the researched coatings by about 3 to 4 times in comparison with dry friction conditions. During dry friction and friction with gearbox oil, the surface of Al2O3 coating abrades more quickly in comparison with coats alloyed. The relative solid wear of ceramic coating alloyed by boron is considerably smaller in comparison with other coatings. The presence of oil decreases relative solid wear of researched coatings more then 20 times in comparison with dry friction conditions according to the peculiarity of friction pair work. The presence of oil guarantees the removal of wear products successfully from the friction area.

18

Analiza porównawcza zjawisk towarzyszących tarciu cienkich powłok ceramicznych w ruchu obrotowym, postępowym i postępowo--zwrotnym

Zimowski S., Rakowski W.

Tribologia

|

2010

|

nr 6

283-292

PL

W pracy porównano właściwości tribologiczne w ruchu postępowym, postępowo-zwrotnym i obrotowym w styku skoncentrowanym kula/płaszczyzna. Skojarzenie tarciowe stanowiła powłoka azotku wolframu o grubości 0,5 žm nałożona na stal i kulka AI2O3. W testach tribologicznych wyznaczono współczynnik tarcia oraz głębokość bruzdy powstałej po tarciu. Analizę procesów zużycia wykonano z użyciem mikroskopu świetlnego (LM) oraz skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Wykonane badania przyczepności powłoki w teście zarysowania wskazują na jej dobrą adhezję do podłoża. Pęknięcia kohezyjne obserwowano przy obciążeniu 8 N, a uszkodzenia adhezyjne przy obciążeniu 16 N. Mikrotwardość układu powłoka/podłoże wynosi ok. 8 GPa i w znacznym stopniu zależy od deformacji miękkiego podłoża. Największą odporność na zużycie układu powłoka/podłoże stwierdzono podczas tarcia w ruchu postępowo-zwrotnym, a najmniejszą w ruchu obrotowym. Średni współczynnik tarcia w początkowym okresie współpracy w ruchu obrotowym i postępowym przyjmuje mniejszą wartość ok. 0,12 w porównaniu z ruchem postępowo-zwrotnym, gdzie wynosi ok. 0,16.

EN

In the present study, the tribological properties in rotary, translational, and reciprocating motion in ball-on-flat sliding contact is discussed. The coating of tungsten nitride with the thickness of 0,5 žm deposited onto ferritic steel was sliding against an alumina ball. The coefficient of friction and depth of wear groove were obtained. Analysis of the wear processes was investigated by the use of a light microscope (LM) and a scanning electron microscope (SEM). The coating exhibited good adhesion to the substrate. The first cohesive cracks were observed at critical load Lc1 = 8 N and adhesive failure at Lc2 = 16 N. Microhardness of the coating/substrate system of 8GPa depended on the deformation of soft substrate. The highest wear resistance of the coating/substrate system was determined in reciprocating motion and the smallest in rotary motion. In the beginning stage of sliding, the friction coefficient of 0.12 was smaller in rotary and translational motion than in reciprocating motion and amounted 0.16.

19

Wpływ szkliwienia laserowego warstwy przypowierzchniowej pokryć typu YSZ na mikrostrukturę i dyfuzyjność cieplną

Moskal G., Grabowski A.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

1117-1119

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad doborem parametrów obróbki laserowej, prowadzącej do przetopienia warstwy przypowierzchniowej (szkliwienia) warstwy ceramicznej typu ZrO2 + 8% mas. Y2O3, wykonanej metodą natrysku plazmowego. Przetopienie powierzchni warstwy ceramicznej za pomocą wiązki lasera impulsowego CO2 o gęstości energii 38?104 J/m2 doprowadziło do zeszkliwienia warstwy na głębokości 20 .m. W efekcie laserowego zeszkliwienia powierzchni warstwy ceramicznej typu ZrO2 + 8% mas. Y2O3 uzyskano zmniejszenie jej chropowatości w stosunku do warstwy nieprzetopionej. Wykonane badania własności cieplnych na warstwach ceramicznych poddanych przetapianiu laserowemu pokazały, że dobór właściwych parametrów obróbki laserowej nie prowadzi do wzrostu dyfuzyjności temperaturowej warstw.

EN

An experimental investigation is presented which analyses laser melting process of the surface the ZrO2 + 8 wt. % Y2O3 coating obtained by the plasma sprayed process. In this paper, it was demonstrated that even though low laser energy 38?104 J/m2 could remelting (glazing) the surface of the ZrO2 + 8 wt. % Y2O3 coating. The thickness of the melted layer in laser glazed coating was 20 .m. Structural analysis showed that this laser melted layer characterize by the vertical microcrack network. Results have shown a significant decrease of the surface roughness of the ZrO2 + 8 wt. % Y2O3 after laser melting. Coatings microstructure were determined by XRD, scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, and light microscopy.

20

A Multi RIG Screening Test for Thin Ceramic Coatings in Bio - Tribological Applications

Lubliński J., Druet K., Olszewski A., Neyman A., Sikora J.

Advances in Materials Science

|

2010

|

Vol. 10, nr 4(26)

69-80

EN

A method is presented for the comparative testing of wear resistance of ceramic coatings made from materials potentially feasible in tribo – medical applications, mainly orthopaedic implants made from ceramics coated metals for low cost, long life and low wear particle emission into the body. The method was devised as the main tool for use in research and is comprised of flat on flat and ball on flat surface (sliding) tests. Seven ceramic coatings were chosen as potentially feasible for the application area known to perform well in low viscosity fluid lubrication condition. The materials used in coatings were diamond like carbon (DLC), diamond like carbon with tungsten additive (DLC-W), titanium nitride (TiN), titanium carbide (TiC), silicon carbide (SiC), chromium nitride (CrN), carbon nitride (CNx). The coatings tested were deposited in vacuum to a stainless steel substrate with the use of several methods, each suited to the coating material; The methods were the following: cathode arc evaporation (ARC), magnetron sputtering (MAG), plasma assisted chemical vapour deposition (PACVD), impulse reactive magnetron sputtering (IRMS) and a combined method ARC-MAG-RF-PACVD (radio frequency assisted – RF); A multiple role PT-3 tribometer was used for flat on flat surface tests (ring shaped surface) and a reciprocating linear motion TPZ-1 tribometer for ball on flat surface tests and a CSEM REVETESTŽ Scratch Tester to perform standard scratch test in air on coatings. A set of results was obtained illustrating the limiting load for each coating (the load inflicting rapid destruction of the coating) and the endurance under light loading conditions. As lubricating agents distilled water and saline water solution were used. Test results examples are presented and discussed as an illustration of the method’s usability for the target application area.