Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Wpływ temperatury podłoża na strukturę warstw osadzonych z hydroksyapatytu, metodą laserowej ablacji laserem typu ArF

100%

Mróz W.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

tom Vol. 27, nr 5

1154-1158

PL

Warstwy z syntetycznego hydroksyapatytu (Cai0(PO4)6(OH)2) osadzono metodą laserowej ablacji (PLD), na układzie lasera ekscymerowego typu ArF (193 nm), na podłożach ze stopu tytanu Til All Mn z warstwą buforową TiCN, w temperaturach: 250 1 50 °C, 400 š 50 °C, 550 š 50 °C, 700 š 50 °C. Na podstawie analizy widm absorpcyjnych zmierzonych fourierowskim spektrometrem podczerwieni (FTIR), oraz topografii warstw i odpowiadających topografiom map fazowych zmierzonych mikroskopem sił atomowych (AFM), przeanalizowano zmiany składu fazowego osadzonych warstw wraz ze wzrostem temperatury. Do analizy fazowej wykorzystano pasma absorpcyjne grup P04, OH i H20. Wykazano, że wraz ze wzrostem temperatury osadzania warstw w ich składzie chemicznym ubywa strukturalnych cząsteczek wody i grup OH. Optymalny przedział temperatur podłoża, ze względu ma maksymalną zawartość w osadzanych warstwach hydroksyapatytu, określono na (400 - 550) °C.

EN

Synthetic hydroxyapatite (Ca1o(P04)6(OH)2) layers were deposited using laser ablation (PLD) method with the excimer laser ArF type (193 nm) set-up, on the TilAllV substrates with TiCN buffered layer with temperatures 250 š 50 °C, 400 š 50 °C, 550 š 50 °C, 700 I 50 °C. Based on absorption spectrum analyzes, measured using Fourier transform infrared method (FTIR) and layers topography with corresponding phase maps topography measured using atomic force microscope (AFM), changes of phase composition deposited layers in function of temperature were analyzed. Absorption band of PO4, OH and H2O groups were used for phase analysis. I this paper is shown, that while increase of temperature of deposited layers, chemical composition of water particles and OH groups decreases. Optimal range of substrate temperatures, caused maximum hydroxyapatite contents in deposited layers, were set to (400-550) °C.

2

Osadzanie warstw węglowych metodami plazmowymi na podłożach poliuretanowych o niskiej temperaturze degradacji

100%

Mróz W.

|

tom Vol. 32, nr 4

604-607

PL

W pracy porównano dwa typy warstw buforowych o dużej zawartości węgla, wytworzonych dwoma różnymi metodami plazmowymi na układzie do laserowego nanoszenia cienkich warstw metodą hybrydową (HPLD). Zestaw do hybrydowego nanoszenia cienkich warstw umożliwia osadzanie warstw trzema niezależnymi metodami: metodą laserowej ablacji (PLD) laserem typu ArF (^ = 193 nm), metodą rozpylania magnetronowego (MS) i metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej, wspomaganego promieniowaniem generatora RF 13.56 MHz (RF CVD). W pracy zostały porównane warstwy osadzone metodami MS i RF CVD. Wytworzone warstwy mają mniejszy współczynnik tarcia niż współczynnik tarcia dynamicznego dla zestawu materiałowego poliuretan (PU)-poliuretan z wtartym mechanicznie grafitem (PUG). Analiza parametrów wytworzonych warstw przeprowadzona za pomocą mikroskopu sił atomowych (AFM), spektrometru fotoelektronów rentgenowskich (XPS) oraz transmisyjnego mikroskopu elektronowego (TEM) sugeruje, że warstwy wytworzone metodą MS są warstwami grafitopodobnymi, a warstwy osadzone metodą RF CVD są warstwami polimeropodobnymi (PL-C). Współczynnik tarcia dynamicznego warstw wytworzonych metodą RF CVD był prawie dwukrotnie mniejszy niż dla warstw PU-PUG. W przypadku warstw wytworzonych metodą MS współczynnik tarcia dynamicznego był również mniejszy niż dla warstw PU-PUG, ale gorszy niż dla warstw wytworzonych metodą RF CVD.

EN

In this work are compared two types of buffer layers with high carbon content fabricated using two different plasma methods in a laser hybrid thin film deposition system (HPLD). The system allows separate deposition of thin films by three methods: laser ablation (PLD) with an ArF laser (^ = 193 nm), magnetron sputtering (MS), and 13.56 MHz RF-assisted gas phase chemical deposition (RF CVD). Thin films deposited by the MS and RF CVD methods were compared in this work. The films showed a lower friction coefficient than the dynamic friction coefficient of polyurethane with mechanically rubbed-in graphite (PUG). The analysis of the parameters of the fabricated films by Atomic Force Microscopy (AFM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and by Transmission Electron Microscopy (TEM), suggests that the friction coefficient of the films deposited by the RF CVD method is almost twice lower than that for PUPUG layers with rubbed-in graphite. The dynamic friction coefficient of films fabricated by the MS method was also lower than that of PU-PUG films with rubbed-in graphite, but was worse than that of RF CV D films.

3

Powłoki nowej generacji wytwarzane na drodze ablacji i osadzania nanosekundowym laserem impulsowym.

51%

Major B. , Mróz W. , Wierzchoń T.

|

tom R. XXIII, nr 5

535-539

PL

Wśród nowoczesnych metod wytwarzania warstw wierzchnich o znaczeniu przyszłościowym, poczesne miejsce zajmuje osadzanie laserem impulsowym. Podstawą metody jest ablacyjne odparowanie tarczy, będące wynikiem bombardowania faz skondensowanych przez jony, elektrony, pojedyncze fotony, pulsujące fotony czyli impulsy laserowe i następnie przeniesienie odparowanej strugi na podłoże. Zachodzi ono poprzez oddziaływanie pomiędzy promieniowaniem laserowym, a odparowaną materią i prowadzi do wzrostu jej energii i rozprzestrzeniania się. Mechanizmy rozpylania laserem impulsowym dzieli się na pierwotne i wtórne, które zostały skrótowo omówione. W pracy przedstawiono najnowsze poglądy na te mechanizmy, a także efekty związane z oddziaływaniem na miarę krótkich i ultrakrótkich impulsów. Zaprezentowano wyniki doświadczalne strukturalnych badań własnych prowadzonych nad warstwami faz międzymetalicznych typu FeAl i Ni3Al osadzanymi laserem ekscymerowym oraz podano dalsze kierunki badań zespołu autorów w zakresie warstw osadzanych metodą PLD.

EN

Among the advanced and perspective methods of fabrication of coatings, one of the most important ones is the pulsed laser deposition (PLD). Evaporation by ablation is the basis of this method which results from the bombardment of condensed phases with irons, electrons, single photons, or pulsed photons, that is, laser pulses. Subsequent transfer of the plume and deposition on the substrate are the next stages of the process. The transport is possible due to the interaction between the laser beam and evaporated species and leads to the energy increase and plume expansion. Mechanisms of pulsed laser sputtering are divided into primary and secondary ones and they are briefly described in the work on the basis of the latest literature together with the description of the interaction between the short and ultrashort pulses and the material. Authors experimental results of structure examinations of coatings fabricated using excimer laser by application of the pulsed laser deposition of the FeAl and Ni3Al intermetallics are presented. A future plan of the authors concerning fabrication of coatings using the PLD method was given.

4

Charakterystyka warstw z węgla amorficznego osadzanych na podłożu ze stali chirurgicznej 316L metodą laserowej ablacji lasera ArF (λ = 193 nm) w różnych temperaturach

51%

Mróz W. , Burdyńska S. , Prokopiuk A. , Wierzchoń T.

|

tom nr 1

77-86

PL

Warstwy diamentopodobne osadzano na powierzchni stali austenitycznej 316L na układzie lasera ekscymerowego typu ArF (λ = 193 nm). Proces wytwarzania warstwy azotowanej oraz warstw z węgla amorficznego następował dwuetapowo w jednej komorze eksperymentalnej. Przeprowadzone badania miały na celu osadzenie warstw diamentopodobnych z możliwie dużą zawartością fazy sp3. Określenie struktury fazowej osadzonych warstw wykonano za pomocą spektrometru fourierowskiego w podczerwieni (FTIR), a struktura powierzchniowa została zwizualizowana na mikroskopie sił atomowych (AFM).

EN

The amorphous carbon films were deposited onto 316L stainless steel by using the laser excimer (λ = 193 nm). Deposition of nitrided layers and amorphous carbon films was executed in two stages in one experimental chamber. The aim of the experimental investigations was to obtain diamond like carbon films with a high quantity of sp3 phase. Phase analysis of deposited films was made by using a Fourier transform infrared spectrosmetry (FTIR). The surface topography was investigated and vizualized by atomic force microscopy (AFM).

5

Wytwarzanie powłok hydroksyapatytu metodą PLD na azotowanych stopach tytanu

51%

Sobiecki J. R. , Mróz W. , Wierzchoń T.

|

tom R. 7, nr 34

6-8

PL

W artykule przedstawiono badania dotyczące wytwarzania warstw kompozytowych typu azotowana warstwa dyfuzyjna na stopie tytanu i powłoka hydroksyapatytu wytworzona metodą ablacji laserowej. Stwierdzono, że temperatura procesu azotowania wpływa na topografię powierzchni wytworzonej dyfuzyjnej warstwy co może mieć wpływ na przyczepność powłoki hydroksyapatytu. Wygrzanie w atmosferze powietrza w temperaturze 600 stopni Celsjusza powoduje radykalną zmianę topografii powierzchni naniesionej powłoki. Wzrasta udział fazy krystalicznej co jest korzystne w stosowaniu tych powłok w implantach kostnych.

EN

The paper presents the investigation relating to the production of composite layers of the type: nitrided diffusion layer on a titanium alloy and hydroxyapatite coating formed thereon by the laser ablation method. It has been found that the temperature of the nitriding process affects the topography of the diffusion layer produced, this having an effect on the adherence of the hydroxyapatite coating. A prolonged treatment at 600 Celsius degree in air leads to a marked change in the topography of the surface of the coating produced. The proportion of the crystalline phase increases, this being favourable from the viewpoint of the application of these coatings in bone implants.

6

Wpływ temperatury i środowiska na plastyczność intermetali Fe-Al w próbie ściskania

51%

Jóźwiak S. , Bojar Z. , Chmielewski T. , Mróz W.

|

tom nr 36

87--96

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych odlewniczego stopu Fe-40%at Al przeprowadzonych za pomocą próby ściskania w temperaturach do 700°C w środowisku argonu i powietrza. Wykazano wzrost właściwości plastycznych badanego stopu w temperaturach powyżej 600°C.

7

Wpływ temperatury podłoża (stali 316L) na strukturę fazową warstw typu DLC (diamond like carbon) osadzonych metodą laserowej ablacji na układzie lasera ArF

45%

Mróz W. , Burdyńska S. , Kasuya K. , Prokopiuk A. , Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

tom Vol. 27, nr 5

1148-1150

PL

W opracowaniu zostało przedstawione porównanie warstw z węgla amorficznego - typu DLC osadzonych na układzie lasera ArF (X = 193 nm) przy częstotliwości pracy lasera f = 10 Hz, na podłożu ze stali 316L (z warstwą azotowaną wytworzoną wcześniej metodą azotowania jarzeniowego). Fluencja promieniowania laserowego podczas osadzania wynosiła F = 13.9 J/cm2. W trakcie trwania procesów ciśnienie w komorze eksperymentalnej było rzędu 8x 10'5 mbar. Celem przeprowadzonego eksperymentu było osadzenie cienkich warstw diamentopodobnych o wysokiej zawartości twardej fazy regularnej z wiązaniami o hybrydyzacji typu sp na podłożach o temperaturach Ts = 20° C i Ts = 100° C. Badania osadzonych warstw zostały przeprowadzone na mikroskopie sił atomowych (AFM) oraz na fourierowskim spektrometrze w podczerwieni (FTIR).

EN

In the paper surface characterization of diamond like carbon thin films are presented. Films were deposited by laser ablation with ArF excimer laser (A, = 193 nm), working with frequency f = 10 Hz. Films deposited onto steel 316L (with nitride diffusion interlayer). Laser fluency was 13.9 J/cm2. Process was carried out in a vacuum chamber with pressure p = 8x 10"5 mbar at room temperature Ts = 20° C and heated up to 100°C. The main aim of our experimental was to deposite a diamond like carbon films with high concentration of hard cubic phase with sp3 bonds hybrydyzation. An investigation of deposited films were studied by use of Atomic Force Microscopy and by Fourier Transform Infrared Spectrometry (FTIR).

8

Effects of laser radiation on some properties of the surface layer of polycarbonate

45%

Żenkiewicz M. , Rytlewski P. , Tracz A. , Mróz W. , Richert J.

|

tom T. 54, nr 9

639-647

EN

Influence of excimer laser radiation (193nm) on the oxidation degree, surface geometrical structure, wettability, and surface free energy of the surface layer of polycarbonate was studied. The oxidation degree was monitored by the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) while changes in the surface geometrical structure by the atomic force microscopy (AFM). The contact angles of test liquids (water and diiodomethane) were measured with use of a goniometer, the surface free energy was calculated by the Owens-Wendt method. It was found that the nature of the physicochemical changes occurring in the polycarbonate surface layer upon laser irradiation depends mostly on the wavelength of the laser radiation, unit energy of a laser pulse, and number of the laser pulses. It was found that the ArF excimer laser is an effective tool for modification of the polycarbonate surface layer, unlike the XeCl laser the radiation energy of which is too low.

PL

Zbadano wpływ promieniowania lasera ekscymerowego (?=193nm) na stopień utlenienia warstwy wierzchniej (SL) (wartości stosunku O/C) (rys. 1-3), strukturę geometryczną powierzchni (rys. 4-9) oraz zwilżalność i swobodną energię powierzchniową poliwęglanu (PC) (rys. 10-15). Stopień utlenienia oceniano metodą spektroskopii fotoelektronowej (XPS) a strukturę geometryczną powierzchni - metodą mikroskopii sił atomowych (AFM). Wyniki pomiarów (za pomocą goniometru) kąta zwilżania PC wodą i dijodometanem stanowiły podstawę obliczeń swobodnej energii powierzchniowej, przeprowadzonych metodą Owensa-Wendta. Wykazano, że zmiany fizykochemicznych cech warstwy wierzchniej PC zachodzące pod wpływem promieniowania laserowego zależą od długości fali tego promieniowania, jednostkowej energii impulsu laserowego oraz od liczby impulsów. Stwierdzono, że laser ekscymerowy ArF jest skutecznym narzędziem modyfikowania warstwy wierzchniej poliwęglanu, w przeciwieństwie do używanego w serii prób wstępnych lasera XeCl (?=308nm), który ma za małą energię promieniowania do tych zastosowań.

9

Modifying the frictional wear resistance of AISI 316L austenitic steel

45%

Wierzchoń T. , Skołek E. , Brojanowska A. , Burdyńska S. , Mróz W.

|

tom nr 4

205-213

EN

The rapid technical development enhances the demands on constructional materials in terms of their resistance to frictional wear, resistance to corrosion and erosion, high hardness, etc. These demands can be satisfied by, e.g. applying various surface engineering techniques that permit to modify the microstructure, the phase and chemical composition of the surface layers of the treated parts. A prospective line of the development of surface engineering is the production of composite layers by combining various surface engineering methods. This paper presents the results of examinations of the phase composition and frictional wear resistance of the layers produced by hybrid processes, i.e. such that combine glow discharge assisted nitriding performed at 450°C and 550°C with a pulsed laser deposition of boron nitride coatings (PLD method). It has been shown that the boron nitride coatings formed on nitrided 316L steel increase its frictional wear resistance.

PL

Procesy azotowania jarzeniowego stali austenitycznych pozwalają na wytworzenie powierzchniowych warstw dyfuzyjnych zwiększających twardość i odporność na zużycie przez tarcie. Prowadzenie tych obróbek w temperaturach powyżej 460°C powoduje jednak spadek odporności korozyjnej stali. W artykule przedstawiono wyniki badań składu fazowego oraz odporności na zużycie przez tarcie warstw wytworzonych w procesach hybrydowych łączących metodę azotowania jarzeniowego w temperaturach 450°C i 550°C z procesem impulsowego laserowego osadzania powłok azotku boru (metoda PLD). Wykazano, że wytworzenie powłok azotku boru na warstwach azotowanych wytworzonych na stali 316L zwiększa ich odporność na zużycie przez tarcie.

10

Nano-crystalline nitride-based coatings produced by pulsed laser deposition

38%

Major B. , Major Ł. , Morgiel J. , Lackner J. M. , Waldhauser W. , Mróz W. , Wierzchoń T.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

tom R. XXV, nr 3

623-625

EN

Titanium nitride and chromium nitride thin layers were fabricated by pulsed laser deposition (PLD) using a Nd:YAG laser on ferritic and austenitic steel substrate in nitrogen environment. On-axis and off-axis geometry of deposition was applied. Residual stresses were measured in the TiN phase showing the compressive values in the range of-6 to -8 GPa for the on-axis growth while of about -2.8 GPa for the off-axis position. Texture examinations revealed the {110} <112> main texture component in the substrate while differences were stated in the TiN phase in respect to the geometry of deposition. In the case of on-axis growth, the mostly axial texture with the plane {110} parallel to surface with tendency to the {110|<011> was observed. In the case of the off-axis growth, the very pronounced {112} <223> dominant orientation was stated. TEM examinations performed on thin foils prepared from the cross-section of deposited Cr/CrN/Cr/CrCN multilayer revealed the nano-crystalline structure comprising CrN and CrCN phases together with an amorphous Cr-based phase. Tribological test showed improvement of wear properties of both deposited coatings.

PL

Cienkie powłoki azotku tytanu i azotku chromu zostały naniesione na podłoże ze stali ferrytycznej i austenitycznej przy zastosowaniu metody PLD z wykorzystaniem lasera Nd:YAG. Proces osadzania prowadzono w atmosferze azotu przy równoległym i prostopadłym ułożeniu podłoża do powierzchni tarczy w celu symulacji nakładania warstw na obiekty trójwymiarowe. Pomiar wartości naprężeń własnych ujawnił ściskający charakter naprężeń o wartości -6 do -8 GPa dla przypadku równoległego ułożenia zaś -2.8 GPa dla przypadku gdy materiał pokrywany ułożony był prostopadle do tarczy. Stwierdzono, iż głównym składnikiem tekstury podłoża jest {110}<112>, natomiast tekstura warstwy była uzależniona od ułożenia podłoża względem powierzchni odparowywanej tarczy podczas nakładania. Dla ustawienia równoległego tekstura miała charakter osiowy z płaszczyzną {110} równoległą do powierzchni i z tendencją do tworzenia tekstury typu {110}<011>. W przypadku gdy podłoże ustawione było prostopadle do tarczy dominował składnik {112}<223>. Badania TEM wielowarstwowej powłoki Cr/CrN/Cr/CrCN ujawniły strukturę nanokrystaliczną dla warstw CrN i CrCN, natomiast warstwy Cr posiadały charakter amorficzny. Test zużycia (pin on disc) wykazał, iż obie analizowane powłoki TiN, jak również CrN znacznie obniżają zużycie.

11

Powłoki polimerowe uzyskiwane z wykorzystaniem ablacji laserowej w warunkach kriogenicznych metodą MAPLE

38%

Mróz W. , Kasperczyk J. , Jelinek M. , Kocurek T. , Burdyńska S. , Janus A. , Major B.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

tom Vol. 27, nr 5

1151-1153

PL

Wykorzystując metodę MAPLE (Matrix Assisted Pulsed Laser Evaporation), polegającą na laserowej ablacji 3 tarczy uzyskanej po rozpuszczeniu polimeru w specjalnie dobranym rozpuszczalniku i doprowadzeniu do stanu kriogenicznego, prowadzono badania na warstwach resorbowalnego polimeru wytworzonych na podłożu stopu tytanu Ti-6A1-4V, stali austenitycznej oraz krzemu polikrystalicznego. Metoda MAPLE dostępna jest w nielicznych laboratoriach na świecie, do których należy Instytut Fizyki Czeskiej Akademii Nauk w Pradze. Istotnym jest taki dobór rozpuszczalnika oraz jego stosunku wagowego do polimeru, aby absorpcja promieniowania laserowego zachodziła głównie w materiale rozpuszczalnika. Parujące pod wpływem promieniowania laserowego cząsteczki z zamrożonego do temperatury ciekłego azotu rozpuszczalnika porywają ze sobą cząsteczki osadzanego polimeru. Przy prawidłowym dobraniu warunków eksperymentu można otrzymać stosunkowo dużą efektywność osadzania wyjściowych łańcuchów polimerowych bez degradacji. Użyty rozpuszczalnik po odparowaniu, jest usuwany z komory eksperymentalnej przez układ pomp próżniowych. Badania prowadzono na warstwach kopolimeru: glikolid/L-laktyd. Jako rozpuszczalnik zastosowano chloroform. Tarcze z zamrożonego roztworu odparowywane były na zestawie do ablacji laserem ekscymerowym KrF, przy trzech różnych fluencjach promieniowania laserowego: 0.1; 0.2 i 0.3 J/cm2. Przedmiotem badań była morfologia powierzchni wytworzonej warstwy analizowana z wykorzystaniem mikroskopu sił atomowych, AFM oraz ESEM. Struktura fazowa osadzonych warstw badana była fourierowskim spektrometrem podczerwieni, FTIR. Uzyskane wyniki są unikatowe, ze względu na niską temperaturę degradacji zastosowanego polimeru i stanowią pierwsze tego rodzaju eksperymenty w kraju.

EN

Research works by application of the MAPLE method (Matrix Assisted Pulsed Laser Evaporation) which based on laser ablation at cryogenic conditions of a target produced from the dissolved polymer in specially chosen solvent, were performed on the layers of resorbable polymer deposited on the Ai-6A1-4V titanium alloy, austenitic steel and polycrystalline silicon. The MAPLE method is attainable at few laboratories in the world to which belong the Institute of Physics Czech Academy of Sciences in Praque. The fundamental is selection of solvent in respect to weight of polymer to fulfill absorption of laser radiation within. Evaporated particles of solvent and polymer due to interaction of laser beam with deeply frozen target to liquid nitrogen temperature are transferred to substrate. The correctly chosen conditions of experiments allow to deposit chains of the former polymer without their degradation. The applied solvent is removed from the reactive chamber by a pump system. Experiments were performed on co-polymer glicolide/L-lactide. Choroform was used as a solvent. Targets of the frozen solution were performed to evaporation using system equipped with an KrF excimer laser. Three fluences, i.e. 0.1 ; 0.2 and 0.3 J/cm2 were applied. Surface morphology of deposited layers was examined using Atomic Force Microscopy AFM and Environment Scanning Electron Microscopy ESEM. Phase structure was studied by means of infrared spectroscopy FTIR. The obtained results are unique due to low degradation temperature of the applied polymer and are the first such type of experiments in Poland.

12

Struktura i właściwości tribologiczne warst na bazie azotku boru osadzonych laserem impulsowym na podłożu polimerowym i metalicznym

38%

Kosydar R. , Kot M. , Zimowski S. , Major R. , Mróz W. , Major B.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

tom Vol. 27, nr 5

1085-1088

PL

Osadzanie azotku boru przy użyciu lasera Nd:YAG na podłożu poliuretanowym pokrytym azotkiem tytanu pozwala na uzyskanie warstw o strukturze h-BN silnie steksturowanych z płaszczyznami (00.2) ułożonymi równolegle do podłoża. Warstwy te wykazują niski współczynnik tarcia rosnący w miarę zwiększania wartości obciążenia. Osadzenie warstw BN przy zastosowaniu lasera KrF wspomaganego generatorem plazmy na azotowanym jarzeniowo stopie Ti6A14V prowadzi do uzyskania wielowarstw BN/TixN o mikrotwardości od 170 do 1453 HV i module Younga od 77 do 220 GPa. Próbki poddane testowi zarysowania nie wykazały kruchego pękania, zniszczenie krytyczne nastąpiło tylko w przypadku warstw otrzymanych bez podgrzewania podłoża z warstwą buforową BN lub uzyskanych przy temperaturze 500 °C bez stosowania warstwy buforowej BN. Test zużycia w tarciu suchym wykazał niewielką głębokość wytarcia do około 1 um. Najmniejsze zużycie i najniższy współczynnik tarcia wykazuje próbka amorficzna uzyskana bez podgrzewania podłoża, a najwyższe zużycie i największy współczynnik tarcia warstwy krystaliczne otrzymane przy podgrzewaniu podłoża do 700 °C.

EN

The deposition of boron nitride using Nd:YAG laser on polyurethane covered with titanium nitride leads to formation of crystalline h-BN layers strongly texturized with (00.2) lattice planes parallel to the sample surface. Layers exhibit low friction coefficient rising with increasing of applied load. Boron nitride layers were also obtained by KrF excimer laser enhanced by plasma generator onto glow discharged nitrided Ti6A14V alloy. This BN/TixN multilayer structure reveals microhardness between 170 to 1453 HV and Young modulus from 77 to 220 GPa. Scratch tests showed that there was no brittle cracking on the surface. Critical damage was observed only in layers deposited without substrate heating or at 500 °C with BN buffer layer. Wear tests exhibited low wear depth below one micrometer. The lowest wear and the highest friction coefficient revealed amorphous sample obtained without substrate heating, while the largest wear and friction coefficient was stated for the crystalline samples deposited at 700 °C.

13

Wpływ parametrów osadzania laserem impulsowym na morfologię warstw azotkn boru

38%

Kosydar R. , Mróz W. , Jelinek M. , Prokopiuk A. , Nistor L. , Tendeloo G. , Major B.

|

tom Vol. 26, nr 5

346-348

PL

Cienkie warstwy azotku boru (BN) uzyskano metodą osadzania laserem impulsowym (PLD). Ablację heksagonalnego azotku boru (h-BN) prowadzono z wykorzystaniem lasera ekscimerowego KrF wspomaganego generatorem plazmy 0 częstości radiowej (RF). Warstwy osadzono w atmosferze azotu na podłożu Ti6Al4V z buforowq warstwą azotku tytanu wytworzoną na drodze azotowania jarzeniowego. W powłoce uzyskanej w 700°C, na podstawie badań HRTEM, zidentyfikowano fazy: w-BN, t-BN i h-BN. Morfologia powierzchni warstw uzyskanych na podłożu Ti6Al4V bez warstw buforowych zależy od parametrów procesu. Niższa prędkość osadzania sprzyjała tworzeniu sią większych i lepiej uksztaltowanych krystalitów. Warstwy zbudowane są z półsferycznych konglomeratów złożonych z szeregu krystalitów kolumnowych. Przy wzroscie ciśnienia obserwowany jest wzrost chropowatości i zmiany w morfologii powierzchni wynikające ze zróżnicowanego sposobu wzrostu warstwy. Krystality o kształcie płytek są ułożone prostopadle oraz równolegle do powierzchni.

EN

Boron nitride (BN) thin coatings were fabricated using pulsed laser deposition (PLD) technique. Ablation of hexagonal boron nitride (h-BN) target was performed by means of an KrF excimer laser. Radio frequency dischargo generator was additionalJy applied. The process was carried out in nitrogen atmosphere on Ti6Al4V titanium alloys with titanium nitride buffer layen obtained by glow discharge nitriding. HRTEM investigation revealed that coatings obtained at 700 °C were composed of w-BN, t-BN and h-BN phases, Surface morphology of layers deposited on Ti6Al4V substrates without any buffer layers depends on process parameters. Lower growth rate allows 10 obtain larger and better shaped crystallites. Layers consist of semi-spheriolll conglomerates were composed of columnar crystallites. Progressive increase of nitrogen pressure led to rise of surface roughness and change in the way ut layer growth. Plate-like crystallites are alligned normal and parallel to Iht substrate surface.

14

Spektrometria ramanowska w diagnostyce warstw typu DLC osadzanych metodą ablacji laserowej

38%

Mróz W. , Burdyńska S. , Jelinek M. , Kocourek T. , Prokopiuk A. , Sakai Y. , Suda Y.

|

tom Vol. 26, nr 5

353-356

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy strukturaInej i fazowej cienkich warstw węgla amorficznego zwanych często w literaturze warstwami typu DLC (z ang: diamond like carbon). Warstwy zostały osadzone metodą laserowej ablacji PLD (z ang: pulsed laser deposition), na układzie lasera KrF pracującego na długości faIi & = 248 nm, z częstotIiwościami; f = 3 Hz i f = 17 Hz, przy fluencji promieniowania laserowego F ~ 10 J/cm², na podkładach ze stopów tytanu Ti6Al2M02Cr i Ti1Al-1Mn, o temperaturze pokojowej. Proces osadzania warstw prowadzony był przy ciśnieniu w komorze eksperymentaInej p~ 10 -³ Pa. Na obu podłożach były wcześniej osadzone warstwy buforowe z azotku tytanu (TiN) lub wyglikoazotku tytanu (TiCN) metodą azotowania jarzeniowego. Badania osadzonych warstw wykonano spektrometrem Ramana wykorzystującym do analizy laser o długości fali & = 532 nm. Rejestracja rozproszonego widma ramanowskiego była prowadzona w zakresie liczb falowych 200 -4000 cm-1. Wykonane badania miały na celu ocenę składu fazowego naniesionych warstw oraz oszacowanie udziału ilościowego rozwiązań o hybrydyzacji sp³ - charakterystycznych dla fazy diamentopodobnej. Analiza strukturalna i ilościowa fazy sp³ została wykonana poprzez określenie stosunków nachylenia zbocza widma ramanowskiego S = (I13oo-I11OO)/I11OO w zakresie liczb falowych 1100 - 1300 cm-1 i stosunków pików R = I500l/I1550. Topografia osadzonych warstw była wizualizowana mikroskopem sił atomowych AFM (z ang: Atomic Force Microscopy). Na zdjęciach najcieńszej warstwy (~ 60 nm) są miejscowo widoczne zarysy nanokrystaIitów (nanoziaren), które mogą być strukturami o dużej zawartości wiązań typu sp³.

EN

In the article results of phase and structural analysis of the thin amorphous carbon films often called diamond like carbon films (DLC) are presented. Films were produced by pulsed laser deposition using a KrF excimer laser & = 248 nm), working with frequencies f = 3 Hz and f= 17 Hz. Laser fluency was F ~ 10 J/cm², the same for all depositions. Films were deposited on titanium alloy substrates Ti6Al2M02Cr and Ti1Al-1Mn covered with titanium nitride (TiN) or titanium carbon nitride (Ti CN) buffer layers. Process was carried out in a vacuum chamber with pressure p ~ 10-³ Pa at room temperature. An investigations of DLC layers were executed on Raman spectrometer with the wavelength of diagnostic laser & = 532 nm. Registration of scattered spectrum was made in range 200 - 4000 cm-1. The main aim of our studies was to estimate a phase composition and quantity of fraction with sp' hybridization. The intensity ratio R = I5001/I 1550 and the average slope S = (I1300-I11OO)/I11OO were used for estimation of the structural and quantitative composition of the DLC films. Surface topography of deposited films was visualized by Atomic Force Microscopy. At the topography of the thinnest film (~ 60 nm) in some places are visible profiles of nanocrystalIites, which could be structures with high content of sp³ fraction.

15

Lead removal from Cu-Pb-Fe alloys by gas injection into melt

38%

Kucharski M. , Mróz W. , Kowalczyk J. , Warmuz M. , Romanowicz P. , Garbacki J. , Szwancyber G.

|

tom Vol. 45, iss. 2

133-144

EN

In KGHM copper smelters, two processes are used for blister production. First is a conventional one with matte converting stage, and second is the Outokumpu single-stage process. In both processes, Polish concentrates are used, which comprise also considerable amount of lead. In the Outokumpu single-stage process approximately 1/3 of the copper reports to the slag, and therefore slag cleaning process in the electric furnace is employed. In consequence Cu-Pb-Fe alloys are obtained. These alloys have to be converted what creates enormous problems with converter lining corrosion caused by lead oxide, which increase operational costs. A possible solution to this problem could be the lead removal from the Cu-Pb-Fe alloys by injection into melt oxidising gas of certain oxygen potential. The process should be carried out practically without slag phase. The bubble travelling through the bath are saturated by lead vapour which then is oxidised. As an effect the lead is removed from the liquid to flue dust in form of lead and lead oxide. The results of the laboratory tests and thermodynamic consideration concerning this problem are presented.

PL

W hutach miedzi KGHM „Polska Miedź" SA stosuje się dwa procesy do otrzymywania miedzi blister. Jeden z nich jest procesem konwencjonalnym, a drugi jest technologią firmy Outokumpu jednostopniowego otrzymywania miedzi. W obu procesach przetapiane koncentraty miedzi zawierają znaczne ilości ołowiu. W procesie zawiesinowym ołów przechodzi głównie do żużla, który jest następnie odmiedziowywany w piecu elektrycznym. W procesie odmiedziowania żużli zawiesinowych oprócz miedzi wydziela się także żelazo i ołów tworząc stopy Cu-Pb-Fe.

16

Zastosowanie azotku boru jako materiału smarującego w porowatych łożyskach ślizgowych

38%

Mróz W. , Budner B. , Czwartos J. , Gocman K. , Prokopiuk A. , Kałdoński T.

|

tom Vol. 32, nr 4

612-615

PL

Heksagonalny azotek boru (h-BN) jest materiałem, który z uwagi na mały współczynnik tarcia może być wykorzystywany jako materiał smarujący, mogący w niektórych zastosowaniach zastąpić oleje i smary. W prezentowanej pracy był on wykorzystany w dwojaki sposób: w postaci proszku jako dodatek do materiału konstrukcyjnego tulei porowatych łożysk ślizgowych oraz w postaci warstw osadzanych na powierzchni tulei metodą PLD z wykorzystaniem lasera ArF (? = 193 nm). Podłoża i osadzone warstwy BN zostały scharakteryzowane metodą spektroskopii fotoelektronów rentgenowskich (XPS) oraz spektroskopii Ramana. Właściwości smarujące osadzonych warstw zostały określone na podstawie wyznaczonych współczynników tarcia w teście przeprowadzonym w ruchu posuwisto-zwrotnym metodą kula-płaszczyzna. Uzyskane wyniki wskazują na zmniejszenie współczynnika tarcia w porównaniu z materiałem niemodyfikowanym zarówno w przypadku pokrycia tulei warstwą BN, jak i w wyniku dodania do materiału sproszkowanego BN. Uzyskane wartości współczynnika tarcia są również zbliżone do wartości wyznaczonych dla tulei nasączonych olejem Antykol TS 120.

EN

Hexagonal boron nitride (h-BN) is a lubricate material with small friction coefficient, which can be used as an altternative to oils or greases. Two kinds of h-BN were presented in this paper: a h-BN powder used as a suplement for a structural material of the bush of the porous sliding bearings and as a thin films deposited on the bush surfaces using PLD method with ArF laser (with ? = 193 nm). Both bush surfaces and deposited BN films were characterized using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Raman spectroscopy methods. On the basis of frictional coefficient observed during reciprocating motion test using ball on flat method the sliding properties of deposited films were determined. The results of an experiment shows that for both the bush covered with BN films and bush with BN powder in their structure the frictional coefficient is smaller than for the unmodified bushes. These results are similar to friction coefficient values for bushes impregnated with Antykol TS 120 oil.

17

Influence of manganese on the structure and morphology of hydroxyapatite coatings deposited using pulsed laser deposition technique

38%

Mróz W. , Bućko M. , Burdyńska S. , Czwartos J. , Prokopiuk A. , Ślósarczyk A. , Wierzchoń T.

|

tom Vol. 32, nr 4

608-611

EN

Hydroxyapatite and manganese modified hydroxyapatite were deposited on nitrided Ti6Al4V substrates using pulsed laser deposition technique. Three target materials consisted of pure hydroxyapatite, manganese modified hydroxyapatite with Mn content of 0.1 wt % and 0.5 wt % were ablated using ArF excimer laser. The obtained coatings have been analyzed using XRD, FTIR and AFM in order to determine the influence of manganese on their chemical composition, crystallinity, and surface morphology. The analyses revealed that MnHA layers had polycrystalline microstructure and were more hygroscopic than pure HA layers.

PL

Warstwy hydroksyapatytu i hydroksyapatytu modyfikowanego manganem zostały osadzone metodą ablacji laserowej na azotowanych podłożach Ti6Al4V. Wykorzystując laser ekscymerowy ArF osadzono powłoki z trzech materiałów: czystego hydroksyapatytu, hydroksyapatytu modyfikowanego manganem 0,1% mas. oraz manganem 0,5% mas. Otrzymane pokrycia zostały zbadane z wykorzystaniem XRD, FTIR i AMF dla określenia wpływu zawartości manganu na skład chemiczny, krystalografię oraz morfologię powierzchni. Analiza wykazała, iż powłoki z MnHA wykazują mikrostrukturę polikrystaliczną i są bardziej higroskopijne niż powłoki z czystego HA

18

Usuwanie ołowiu ze stopu Cu-Fe-Pb-Co za pomocą gazu przepuszczanego przez top

38%

Kucharski M. , Szafirska B. , Mróz W. , Kowalczyk J. , Garbaczewski J. , Koźmiński W.

|

tom R. 45, nr 1

29-33

PL

W KGHM Polska Miedź S.A. stosuje się dwa procesy do produkcji miedzi blister. Pierwszy o tradycyjnej technologii z etapem konwertorowania kamienia miedziowego i drugi z jednostadialnym przetopem koncentratu w piecu firmy Outokumpu. W polskich koncentratach miedziowych występuje również ołów i kobalt. Podczas przerobu koncentratów kobalt gromadzi się w żużlach konwertorowych, częściowo również przechodzi do tych żużli ołów. Kobalt można odzyskać z żużli konwertorowych, a jednym z etapów procesu jest rozpuszczanie stopu Cu-Fe-Pb-Co otrzymanego przez redukcję żużli. Obecność ołowiu w stopie utrudnia, a przy większej ilości uniemożliwia jego rozpuszczanie. Konieczne jest zatem usunięcie ołowiu ze stopu przed jego przeróbką hydrometalurgiczną. Jedną z możliwości jest odpędzenie ołowiu do pyłów przy pomocy gazów przepuszczanych przez top. Taką metodę zastosowano w prezentowanych badaniach. Przedstawiono obliczenia termodynamiczne oraz wyniki badań laboratoryjnych otrzymane podczas odpędzania ołowiu ze stopu Cu-Fe-Pb-Co do pyłów, przy zastosowaniu gazów obojętnych i redukcyjnych.

EN

In KGHM copper smelters, two processes are used for blister production. First it is a conventional one with matte converting stage, and second is the Outokumpu single-stage process. In both processes, Polish concentrates are used, which comprise also lead and cobalt. Cobalt is to be recovered from converter slag, and one of the stages of the process is leaching of Cu-Fe-Co-Pb alloys which are reduced from the slags. Unfortunately, lead makes this process very sluggish, and therefore it has to be removed before leaching. A possible solution to the problem is the lead removal from the reduced alloy by neutral or reducing gas injection into melt. This option was investigated, and laboratory scale results as well as thermodynamic background of the process are presented.

19

Biodiversity of rotifers in urban water reservoirs of Southern Poland

38%

Pociecha A. , Wilk-Woźniak E. , Mróz W. , Bielańska-Grajner I. , Gadzinowska J. , Walusiak E.

|

tom Vol. 44, No. 3

335--342

EN

Rotifer diversity was studied in three different types of artificial water bodies situated in one of the largest cities in Poland. The bodies of water were as follows: a fountain in a city park, the Nowa Huta dam reservoir, and the Bagry gravelpit. The lowest number of rotifer species (23) was noted in the urban fountain, and the highest (36) in the Bagry gravel-pit lake. Rotifers’ communities in the investigated water reservoirs showed different levels of diversity and density. The most numerous species in the dam reservoir was Trichocerca similis (2511 ind. l-1) and in the Bagry gravel-pit lake was Polyarthra dolichoptera (2634 ind. l-1). However, the most abundant species in the fountain was Brachionus urceolaris (863 ind. l-1). The highest values of Shannon and evenness diversity indices were found in the Bagry gravel-pit lake (H’ = 2.521, J’ = 0.783), while the lowest in the urban fountain (H’ = 0.568, J’ = 0.258). The DCA analysis (Detrended Correspondence Analysis) showed that the diversity of rotifers communities in the studied reservoirs was related to the concentration of magnesium and calcium, and to water conductivity.

20

Biozgodność warstwy kompozytowej typu Ti3P+Ti-Ni z powłoką hydroksyapatytu

32%

Zajączkowska A. , Sowińska A. , Cukrowska B. , Godlewski M. M. , Skołek E. , Mróz W. , Wierzchoń T. , Czarnowska E.

|

tom R. 9, nr 58-60

212-214