Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Characterization of Tribological Properties of Oxide Layers Obtained on Titanium in Different Friction Couples

Aniołek K., Barylski A., Kupka M., Kaptacz S., Czajerek P.

Tribologia

|

2018

|

nr 2

5--11

EN

The paper presents the characterization of tribological properties of titanium Grade 2 before and after isothermal oxidation in different friction couples. Examinations of the surface morphology after oxidation at a temperature of 600°C showed the presence of scratches on the surface, which indicated a low thickness of the oxide layers obtained. On the surface oxidized at 700°C, the morphology was characterized by the presence of small clusters of oxides which formed into shapes resembling flakes. In that case, no scratches were found, which testified to a higher thickness of the oxide layer. Tribological tests were conducted for different friction couples (Al2O3, ZrO2, and 100Cr6 balls). It was found that isothermal oxidation is an effective method to improve the resistance of titanium Grade 2 to sliding wear. Oxide layers obtained at temperatures of 600°C and 700°C allowed achieving a considerable reduction of volumetric wear. The best resistance to sliding wear was achieved during a tribological interaction of oxidized titanium Grade 2 with bearing steel 100Cr6. Examination of the morphology of the wear trace surface showed the presence of “corrugation wear” on the non-oxidized surface, regardless of the counter-specimen used. It was found that the presence of oxide layers on the surface of titanium Grade 2 effectively eliminated this adverse phenomenon.

PL

W pracy przedstawiono charakterystykę właściwości tribologicznych tytanu Grade 2 przed i po utlenianiu izotermicznym w różnych skojarzeniach ciernych. Badania morfologii powierzchni po utlenianiu w temperaturze 600°C wykazały obecność rys na powierzchni, co świadczyło o niewielkiej grubości otrzymanych warstw tlenkowych. Na powierzchni utlenionej w temperaturze 700°C morfologia charakteryzowała się występowaniem drobnych skupisk tlenków uformowanych w kształty przypominające „płatki”. W tym przypadku nie stwierdzono obecności rys, co świadczyło o większej grubości warstwy tlenkowej. Badania tribologiczne realizowano w różnych skojarzeniach ciernych (kulki Al2O3, ZrO2 oraz 100Cr6). Stwierdzono, że utlenianie izotermiczne jest skuteczną metodą w zakresie poprawy odporności na zużycie ścierne tytanu Grade 2. Warstwy tlenkowe otrzymane w temperaturze 600 oraz 700°C pozwoliły uzyskać znaczą redukcję zużycia objętościowego. Najlepszą odporność na zużycie ścierne uzyskano podczas współpracy tribologicznej utlenionego tytanu Grade 2 ze stalą łożyskową 100Cr6. Badania morfologii powierzchni śladów zużycia wykazały na powierzchni nieutlenionej obecność tzw. zużycia falistego niezależnie od zastosowanej przeciwpróbki. Stwierdzono, że obecność warstw tlenkowych na powierzchni tytanu Grade 2 skutecznie eliminuje to niekorzystne zjawisko.

2

The influence of isothermal oxidation parameters on the tribological properties of titanium

Aniołek K., Barylski A., Kupka M., Dworak M.

Tribologia

|

2017

|

nr 4

5--9

EN

The paper presents the results of tests concerning the tribological properties of titanium Grade 2 subjected to thermal oxidation at a temperature of 600°C and 700°C for 72 hours. The morphology of the obtained oxide scale was determined using a scanning electron microscope. After oxidation at 600°C, the resultant oxides concentrated mostly on the roughness elevations formed during the grinding of samples. On raising the temperature to 700°C, finer and more agglomerated oxide particles were formed. Tribological tests have shown that titanium Grade 2 in a non-oxidised condition is characterised by very poor resistance to sliding wear. It has been found that the presence of an oxide layer on the surface of titanium significantly improves its poor tribological properties. Oxide layers obtained at temperatures of 600°C and 700°C allowed obtaining as much as a triple reduction of volumetric wear. Analysis of the morphology of the wear trace surface has shown the presence of corrugation wear on a non-oxidised specimen in the form of two alternate regions with different morphologies. It has been demonstrated that oxide layers obtained during thermal oxidation eliminate the phenomenon of corrugation wear.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące właściwości tribologicznych tytanu Grade 2 poddanego procesowi utleniania termicznego w temperaturze 600 i 700°C w czasie 72 h. Na skaningowym mikroskopie elektronowym określono morfologię otrzymanej zgorzeliny tlenkowej. Po utlenianiu w temperaturze 600°C powstałe tlenki koncentrowały się głównie na wzniesieniach nierówności powstałych w trakcie procesu szlifowania próbek. Podwyższenie temperatury do 700°C prowadziło do powstawania drobniejszych, skupionych cząstek tlenków. Badania tribologiczne wykazały, że tytan Grade 2 w stanie nieutlenionym charakteryzuje się bardzo słabą odpornością na zużycie ścierne. Stwierdzono, że obecność warstwy tlenkowej na powierzchni tytanu w sposób znaczący poprawia jego słabe właściwości tribologiczne. Warstwy tlenkowe otrzymane w temperaturze 600 i 700°C pozwoliły uzyskać redukcję zużycia objętościowego nawet 3-krotnie. Badania morfologii powierzchni śladów wytarcia wykazały występowanie zużycia falistego na próbce nieutlenionej w postaci dwóch naprzemianległych obszarów o różnej morfologii. Wykazano, że warstwy tlenkowe uzyskane w procesie utleniania termicznego skutecznie eliminują zjawisko zużycia falistego.

3

Characterization of thermally oxidized titanium based coating

Cetiner D., Paksoy A. H., Tazegul O., Atar E., Cimenoglu H.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2016

|

Vol. 75, nr 2

49--54

EN

Purpose: Aim of the study is to improve the bioactivity of CoCr alloy upon covering the surface with titanium based coating. Design/methodology/approach: CoCr alloy was coated by cold spraying of powder mixture having a composition of 92 wt.%Ti + 8 wt.%Al. Coated samples were thermally oxidized at 600°C for 60 hours. Characterization of the coating was made by X-Ray diffraction analyses, microstructural surveys, cross-section and surface SEM elemental mapping analyses, roughness and hardness measurements. Findings: Results showed that sequential application of cold spray and thermal oxidation processes provided the multi-layered coating consisting of an inner titanium based layer and an outer oxide layer consisted of TiO2 and Al2O3. Thermal oxidation also caused the remarkable increasing in the surface hardness as compared to the as-cold sprayed state. Practical implications: Modifying the surface of CoCr metallic implants for long term success. Originality/value: Producing a multilayer coating on the surface of the CoCr alloy for biomedical application by sequential application of cold spray and thermal oxidation processes is the orginality of the study.

4

Wytwarzanie i charakteryzacja warstw SiO₂ na powierzchni SiC metodą utleniania termicznego

Kozłowski A., Dobrzański L., Pisarek M., Możdżonek M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 12

110-114

PL

Przeprowadzono procesy utleniania termicznego węglika krzemu (polityp 6H-SiC) określające kinetykę reakcji w temperaturze 1100°C w dwóch środowiskach utleniających (atmosferze suchego tlenu oraz pary wodnej). Grubość uzyskanych warstw była badana za pomocą profilografu Dektak150 firmy Veeco. Struktura tlenku badana była spektrofotometrem fourierowskim IFS 113v firmy Bruker w temperaturze pokojowej, w zakresie widmowym 400...4000 cm⁻¹ oraz za pomocą skaningowego mikroanalizatora elektronów Augera MICROLAB-350 firmy Thermo Electron (VG Scientific), który może być wykorzystywany opcjonalnie jako rentgenowski spektrometr fotoelektronów (XPS).

EN

Kinetics of thermal oxidations of silicon carbide (polytype 6H-SiC), have been determined for processes done in temperature 1100°C and two oxidant ambient (dry oxygen and water vapour). Thickness of SiO₂ layers has been measured using Veeco Dektak 150 Surface Profilometer. The structure of obtained layers were examined in room temperature in Bruker's Fourier Spectrometer IFS 113v in 400...4000 cm⁻¹ spectrum range. Moreover the high resolution Auger system also capable of performing multi-technique (XPS) analysis Microlab-350 (Thermo VG Scientific) was used.

5

Wpływ wygrzewania na jakość warstw SiO₂ wytwarzanych na podłożach 4H-SiC metodą utleniania termicznego

Król K., Kalisz M., Sochacki M., Szmidt J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 7

93-95

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu procesów niskotemperaturowego wygrzewania, stosowanego w procesie otrzymywania tlenku bramkowego do zastosowań w tranzystorze MOS, na właściwości elektrochemiczne warstw SiO₂ wytwarzanych metodą utleniania termicznego. W pracy przedstawiono wzajemne zależności pomiędzy składem chemicznym warstw analizowanym przy pomocy spektroskopu mas jonów wtórnych (SIMS), a właściwościami elektrycznymi kondensatorów MOS, w których funkcję dielektryka bramkowego pełniły analizowane warstwy SiO₂. Wygrzewania przeprowadzono w temperaturze 700 oraz 800° C stosując różne czasy trwania procesu. Najlepsze właściwości elektro-fizyczne interfejsu SiO₂/SiC otrzymano dla warstw wygrzewanych w temperaturze 800° C, natomiast najlepszymi właściwościami objętościowymi, biorąc pod uwagę krytyczne pole elektryczne, charakteryzowały się próbki wygrzewane w temperaturze 700° C. Dodatkowo zbadano wpływ wygrzewania w atmosferach azotowych na właściwości otrzymanych dielektryków.

EN

We present research results on influence of postoxidation anneal treatment to thermal oxide guality obtained by high - temperature wet oxidation of 4H-SIC for usage in power MOSFET transistors. For proper evaluation of investigated oxides properties both Chemical characterisation methods (SIMS) and electrical methods were utilized. In order to extract electrical properties MOS capacitors ware fabricated using examined dielectric layers as gate dielectric. Postoxidation anneal included low - temperature oxygen treatment in 700° C and 800° C for different times and high - temperature nitridation using wet N₂O and dry N₂ anneal. We have obtained best SiO₂ /SiC properties for longer reoxidation times in 800° C followed by nitridation process, however best volume properties in terms of oxide breaking voltage Ubr value and uniformity characterized samples reoxedized in 700° C followed by nitridation process.

6

Wpływ procesu wygrzewania wysokotemperaturowego na parametry elektryczne struktury MOS Al/SiO₂/n-4H-SiC (0001)

Kalisz M., Król K., Sochacki M., Szmidt J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 9

121-124

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wpływu wygrzewania wysokotemperaturowego w atmosferze azotowej, prowadzonego po utlenianiu termicznym 4H-SiC (0001), na parametry elektryczne struktury MOS Al/SiO₂/n-4H-SiC. Zaproponowano 6 różnych sekwencji wygrzewania i przebadano wpływ tych procesów na parametry elektryczne struktur MOS, w których rolę dielektryka pełnił modyfikowany tlenek termiczny.

EN

This paper presents the effect of high temperature annealing in nitrogen atmosphere carried out after thermal oxidation process of 4H-SiC (0001) on electrical parameters of MOS structures. Six sequences with different annealing parameters were proposed and the impact of the processing on the electrical parameters of MOS structures was verified.

7

Modelowanie kinetyki procesu utleniania termicznego węglika krzemu

Król K., Sochacki M., Szmidt J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 4

120-124

PL

W artykule przedstawiono porównanie procesu utleniania termicznego krzemu oraz węglika krzemu w zakresie metod opisu i modelowania zjawiska wzrostu warstwy SiO2 na odpowiednim podłożu. Przedyskutowano możliwości adaptacji modeli kinetyki utleniania opracowanych dla krzemu (model Deala-Grove'a oraz model oparty o zjawisko emisji międzywęzłowych atomów krzemu z interfejsu) do zastosowań w technologii węglika krzemu. Przedstawiono podstawowe wady i zalety rozważanych modeli kinetyki utleniania w odniesieniu do technologii węglika krzemu.

EN

In the article, thermal oxidation process of silicon and silicon carbide was compared. Modeling and description methods developed for silicon oxidation and their usefulness for silicon carbide technology were discussed. Classical Deal-Grove model and recently developed silicon interfacial emission model were investigated. Features of both models were shown and discussed.

8

Warstwy termiczne SiO2 i Si3N4 na węgliku krzemu (4H-SiC) do przyrządów mocy MS i MIS

Sochacki M., Łukasiewicz R., Szmidt J., Rzodkiewicz W., Leśko M., Wiatroszak M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2004

|

Vol. 45, nr 10

9-10

PL

Praca dotyczy wytwarzania warstw SiO2 i SiNxOy metodą termiczną na podłożach 4H-SiC. Na podstawie pomiaru wysokoczęstotliwościowej charakterystyki pojemnościowo-napięciowej (HF C-V) zostały wyliczone: napięcie płaskich pasm, ładunek efektywny, średnia gęstość stanów pułapkowych, domieszkowanie podłoża. Wartości otrzymanych parametrów wskazują na możliwość zastosowania badanych warstw jako dielektryka bramkowego lub do pasywacji przyrządów mocy typu MS i MIS wytwarzanych na podłożach 4H-SiC.

EN

The thermal oxidation and nitridation of 4H-SiC surface was carried out. Flat-band voltage, equivalent oxide charge, average interface-state density and epitaxial layer doping were extracted from the HFcapacitance-voltage curves. Satisfactory electrical parameters of films indicate a possibility of application as a gate insulator for MIS devices and also for passivation and as an edge termination for power MS and MIS devices.