Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Plasma emission spectroscopy as a monitoring tool for deposition of S-phase layers by magnetron sputtering

100%

Suszko T. , Jahodowa V. , Gulbiński W.

|

2015

|

tom Vol. 36, nr 5

273--275

EN

Numerous attempts to improve hardness and wear resistance of austenitic stainless steel by nitriding led to identification of so called S-phase (expanded austenite). Currently S-phase is obtained not only by nitriding of steel but also by physical vapour deposition (PVD). The aim of present work was to verify whether the magnetron sputter deposition process of the S-phase layers from 316L steel target can be monitored with the use of plasma optical emission spectroscopy (OES). Specific atomic emission lines of steel target and gas atmosphere components were chosen and analyzed. A series of deposition processes as well as samples characterization was performed. The atomic chromium emission line at 520.8 nm has been selected and proven to be sensitive to the 316L target poisoning process and thus appropriate for deposition process monitoring.

PL

Liczne próby zwiększenia twardości oraz odporności na zużycie ścierne austenitycznych stali nierdzewnych doprowadziły do identyfikacji tak zwanej fazy S (austenitu rozszerzonego). Aktualnie fazę tę na powierzchni stali uzyskuje się nie tylko na drodze azotowania, ale również metodami PVD. Celem pracy było zweryfikowanie, czy proces nanoszenia warstw fazy S za pomocą rozpylania magnetronowego targetu ze stali 316L może być monitorowany z wykorzystaniem optycznej spektroskopii emisyjnej (OSE) plazmy procesowej. Wybrano i przeanalizowano szereg linii emisyjnych zarówno materiału źródła, jak i atmosfery gazowej. Przeprowadzono procesy nanoszenia warstw fazy S oraz przebadano ich skład chemiczny oraz fazowy. Wytypowano atomową emisyjną linię chromu (520,8 nm) jako czułą na zatruwanie źródła i użyteczną z punktu widzenia monitorowania procesu nanoszenia.

2

Multisource, magnetron deposited Al-Cu-Fe thin film coatings - the structure and properties

100%

Gulbiński W. , Warcholiński B. , Suszko T. , Kazimierowicz R.

|

tom nr 4

69-79

EN

Thin films of Al-Cu-Fe type have been deposited by means of multisource, DC magnetron sputtering from elemental, metallic targets. The composition of films, studied by the EDS method, has been chosen which is close to the one corresponding to the icosahedral quasicrystalline phase [psi]-Al(62.5)Cu(25.0)Fe(12.5) X-ray diffraction studies of films deposited at 400°C on steel substrates revealed that the cubic [beta]-Al(Cu,Fe) phase is a dominant one. SEM and TEM techniques have been used for the surface and cross section characterisation of deposits. Prolonged post annealing of these coatings led to inter-diffusion of components between the steel substrate and the coating. It leads to the change of the phase composition of the coating and the iron-rich monoclinic [lambda]-Al3Fe1-xCux phase emerges in the film. The preliminary studies of microhardness and tribological behaviour show that the film microhardness reaches a local maximum of about 8.5 GPa for the chemical composition close to the one of the quasicrystalline phase. However, the presence of this phase in studied films has not been proven yet. The friction coefficient values, measured against alumina in ball on disc geometry, oscillate around 0.65 - the value lower than that observed for uncoated 4H13 steel.

PL

Cienkie warstwy trójskładnikowe Al-Cu-Fe nanoszono metodą stałoprądowego, wieloźródłowego rozpylania magnetronowego z katod metalicznych. Skład warstw, kontrolowany metodą spektroskopii energodyspersyjnej (EDS) był zbliżony do składu quasi-krystalicznej fazy [psi]-Al(62.5)Cu(25.0)Fe(12.5) o symetrii dwudziestościanu. Struktura warstw nanoszonych przy temperaturze podłoża równej 400°C odpowiadała kubicznej fazie [beta]-Al(Cu,Fe). Morfologię powierzchni warstw oraz ich strukturę badano odpowiednio metodami elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM) oraz transmisyjnej mikroskopii elektronuzji składniowej (TEM). Długotrwałe wygrzewanie badanych warstw, nanoszonych na stali prowadzi do dyfuzji żelaza w głąb warstwy, co skutkuje pojawieniem się bogatej w żelazo jednoskośnej fazy [lambda]-Al3Fe1-xCux. Wstępne badania mikrotwardości wskazują na szerokie maksimum na poziomie 8,5 GPa dla warstw o składzie zbliżonym do składu fazy quasi-krystalicznej. Obecność wydzieleń tej fazy w badanych warstwach nie została jeszcze jednoznacznie potwierdzona. Współczynnik tarcia, mierzony względem ceramiki alundowej w układzie kula--płaszczyzna, oscyluje wokół wartości 0,65 i jest niższy niż obserwowany dla niepokrytej stali 4H13.

3

Właściwości tribologiczne cienkich warstw TiC-aC:H implantowanych krzemem

88%

Gulbiński W. , Warcholiński B. , Suszko T. , Gilewicz A. , Kukliński Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

tom Vol. 27, nr 3

395-398

PL

Zainteresowanie cienkowarstwowymi powłokami przeciwzużyciowymi wynika z ich atrakcyjnych właściwości. Powłoki wytwarzane na bazie węglika tytanu charakteryzują sie dużą odpornością na zużycie przez tarcie, wysoką twardością wysoką temperaturę topnienia, dobrą odpornością korozyjną i cieplną. Sprawia to, że są one szeroko stosowane w wielu gałęziach przemysłu, znacznie wydłużając żywotność elementów maszyn. W pracy przedstawione zostały wyniki badań nad cienkimi warstwami TiC-aC:H otrzymywanymi metodą reaktywnego, impulsowego rozpylania magnetronowego, a następnie implantowanych krzemem. Warstwy nanoszone były na ulepszane cieplnie podłoża ze stali 4H13. Przedstawiono wyniki pomiarów składu chemicznego, badań rentgenowskich, pomiarów mikrotwardości warstw oraz rezultaty badań tribologicznych prowadzonych w układzie kula-płaszczyzna w atmosferze powietrza o normalnej wilgotności w temperaturze pokojowej i 100 stop. C .

EN

TiC based coatings are known for their high wear resistance, high hardness, high melting point, good corrosion and thermal resistance. It makes that they are applied in many industrial branches, significantly extend the lifetime of machine parts. Thin films of TiC-aC:H were deposited on 4H13 steel substrates by reactive magnetron sputtering of Ti target in Ar-C2H2 atmosphere and then implanted with silicon (Fig. 1). The paper presents chemical (Fig. 2 and 3) and phase composition studies (Fig.4), hardness (Fig.5), and dry friction coefficient measurements at room and at elevated to 100 degree C temperature (Fig. 6) The implantation significantly decrease hardness of the films as well as friction coefficient – from 0.28 for pure TiC film to 0.16 for films containing 8 at. % Si at room temperature and decrease to 0.03 at elevated temperature.

4

Hard coatings for woodworking tools – a review

63%

Ratajski J. , Gulbiński W. , Staśkiewicz J. , Walkowicz J. , Myśliński P. , Czyżniewski A. , Suszko T. , Gilewicz A. , Warcholiński B.

|

2009

|

tom Vol. 37, nr 2

668-674

EN

Purpose: The paper presents thorough analysis of the state-of the-art in the field of woodworking tools durability improvement. In comparison with the achievements of global leaders in the field, the technologies developed so far at the Institute of Mechatronics, Nanotechnology and Vacuum Technique, as well as the latest research works undertaken by the authors are presented. Design/methodology/approach: The specificity of machining conditions of wood and wood-derivative materials consists in simultaneous occurrence of very high working speed, extremely sharp cutting edges and high working temperature – on the one hand, and high anisotropy and low thermal conductivity of the machined material – on the other. The paper summarizes various ways, including selection of both tool materials and surface treatments, applied in order to increase the productivity of woodmachining. Findings: A systematic analysis has been made on the type of tool materials suitable for machining of different sorts of solid wood and wood-derivative materials. It was shown that all woodworking tool types, except for satellites, require development of dedicated surface engineering technologies improving significantly their durability. The main features of CVD and PVD surface treatment technologies were compared in relation to their application for woodmachining tools. Research limitations/implications: Based on the achievements to date IMN&VT undertook a project aimed at development of a new generation of surface treatment technologies for both cemented carbide and high speed steel tools. It is planned to develop three packages of PVD technologies for deposition of multilayer and duplex anti-wear coatings based on TiAlN, CrN and carbon. Originality/value: The paper constitutes concise but in-depth description of the contemporary trends in surface treatment of tools for woodmachining.