Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

An influence of ion bombardment on plasma nitriding process of Ti6Al4V alloy at 843K temperature

100%

Sadurski K. , Jeziorski L. , Frączek T. , Bałaga Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

tom R. XXV, nr 3

649-652

EN

This work presents results of investigations on d.c. glow discharge nitriding of alpha+beta Ti-6Al-4V titanium alloy. The treatment was performed at 843 K in nitrogen-hydrogen atmosphere, pressure 300Pa. Special attention was paid to nitriding mechanism and determination of the role of ion bombarding in nitriding process of titanium alloys. Produced as a result of d. c. plasma nitriding surface layers were subjected to macroscopic observations, microstructure studies, microhardness testing and X-ray analysis.

PL

Niniejsza praca przedstawia wyniki badań nad procesem azotowania stopu tytanu alfa+beta Ti-6Al-4V w wyładowaniu jarzeniowym prądu stałego. Obróbkę przeprowadzono przy temperaturze 843K w atmosferze azot-wodór i ciśnieniu 300Pa. Szczególną uwagę poświęcono mechanizmowi azotowania i określeniu roli bombardowania jonowego w procesie azotowania stopów tytanu. Wytworzone warstwy wierzchnie zostały poddane obserwacjom makroskopowym, badaniom mikrostruktury, pomiarom mikrotwardości i analizie rentgenowskiej.

2

Wybrane przykłady modyfikacji warstwy wierzchniej polimerów za pomocą bombardowania jonowego

100%

Bieliński D. M. , Lipiński P. , Okrój W. , Klimek L.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

tom Vol. 27, nr 6

1337-1342

PL

Na podstawie analizy aplikacyjnej wybrano polimery konstrukcyjne: polietylen dużej gęstości (PE-HD), polietylen o bardzo dużej masie cząsteczkowej (PE-UHMW), izotaktyczny polipropylen (iPP), polioksymetylen (POM), poliamidy 6 i 66 (odpowiednio PA 6 i PA 66), politetrafluoroetylen (PTFE), gumę z kauczuku silikonowego (Q), chloroprenowego (CR) i butadienowo-akrylonitrylowego (NBR), termoplastyczny poliuretan (TPU), oraz wulkanizat termoplastyczny kauczuku etylenowo-propylenowo-dienowego z polipropylenem (TPV), które poddano bombardowaniu strumieniem jonów o różnej masie i aktywności chemicznej: wodór, hel, azot, tlen, argon, jod i srebro, stosując energie wiązki i dawki z szerokiego przedziału. Modyfikacja nie zmienia charakterystyki objętościowej materiałów, umożliwiając jednocześnie nadanie ich powierzchni szeregu korzystnych właściwości. Na wybranych przykładach przedstawiono możliwość wzrostu twardości i modułu mechanicznego warstwy wierzchniej, zmiany polarności powierzchni, oporności powierzchniowej oraz obniżenia tarcia polimerów. W ich następstwie uzyskano znaczącą poprawę charakterystyki eksploatacyjnej materiałów, przejawiającą się we wzroście odporności na zużycie ścierne, obniżeniu oporów ruchu i polaryzacji powierzchni, poprawie zwilżalności i adhezji, czy wzroście stabilności termicznej i chemicznej. W przypadku polietylenów szczególną uwagę zwrócono na ich zastosowanie biomedyczne, prezentując możliwości otrzymania materiałów o bakteriostatycznych i trombozgodnych powierzchniach.

EN

Engineering polymers: high density polyethylene (HDPE), ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE), isotactic polypropylene (iPP), polyoxymethylene (POM), polyamides 6 and 66 (PA 6 and PA 66 respectively), polytetrafluoroethylene (PTFE), silicone (Q), chloroprene (CR) and butadiene-acrylonitryle (NBR) rubbers, thermoplastic polyurethane (TPU), as well as a thermoplastic vulcanizate of ethylenepropylene-diene rubber with polypropylene (TPV), have been selected, based on an application analysis, and subjected to ion bombardment. Ions of various masses and chemical reactivity: hydrogen, helium, nitrogen, oxygen, argon, iodine and silver have been utilized under a broad range of energy and dose. Modification does not change bulk characteristics of the materials, nevertheless some useful properties of their surface can be obtained. Possibilities of the increase of hardness and mechanical modulus of the surface layer, altering the surface polarity, or the decrease of the surface resistance and friction have been demonstrated on selected examples. As a consequence a significant improvement of the exploitation characteristics of the materials has been achieved, manifested itself by increase of wear resistance, decrease of friction, polarization of the surface, increase of wettability and adhesion, or higher thermal and chemical stability. In the case of polyethylene special attention has been paid to its biomedical applications. Possibility of obtaining materials of the surface of high bacteriostaticity and thrombocompatibility has been demonstrated.

3

Application of ion bombardment to modification tribological properties of rubber

63%

Bieliński D. M. , Jagielski J.

|

tom Vol. 34, nr 6

639--642

EN

The paper presents effects of surface modification of various elastomers upon bombardment with beams of H+, He+, F+ or Ar+ ions. Changes to composition and structure of rubber macromolecules, subjected to ion beam treatment, are discussed from the point of view of its influence on the modification of surface layer of the elastomers studied. Hydrogen release induced graphitization together with post treatment oxidation of rubber macromolecules increase surface wettability of the materials, facilitating lowering of “wet” friction. Free radicals being created due to interactions between energetic ions and macromolecules produce additional crosslinking, which manifests itself by increased hardness of the elastomers. Modification of mechanical properties of the surface layer changes mechanism of elastomer friction from the bulk (hysteretical) to the surface (adhesional) one, what results in significant reduction of friction. Despite crosslinking induced shrinkage of the surface layer, which results in its microcracking, ion beam treated elastomers showed to be wear resistant due to the lack of delamination under stress.

PL

Artykuł przedstawia wpływ modyfikacji powierzchni różnych elastomerów za pomocą bombardowania wiązką jonów H+, He+, F+ lub Ar+. Zmiany składu i budowy makrocząsteczek spowodowane obróbką jonową zostały omówione z punktu widzenia jej wpływu na modyfikację warstwy wierzchniej badanych elastomerów. Grafityzacja spowodowana uwalnianiem się wodoru wraz z wtórnym utlenianiem makrocząsteczek kauczuku powoduje wzrost zwilżalności powierzchni materiałów, sprzyjając obniżeniu tarcia „na mokro”. Wolne rodniki powstające w następstwie oddziaływań jonów o dużej energii z makrocząsteczkami powodują wzrost usieciowania, przejawiający się we wzroście twardości elastomerów. Modyfikacja właściwości mechanicznych warstwy wierzchniej zmienia mechanizm tarcia elastomerów z objętościowego (histerezyjnego) na powierzchniowy (adhezyjny), powodując znaczące zmniejszenie oporów tarcia. Pomimo skurczu warstwy wierzchniej spowodowanego jej dosieciowaniem i prowadzącego do powstania mikropęknięć na powierzchni materiału, bombardowanie jonowe elastomerów prowadzi do wzrostu ich odporności na zużycie dzięki braku zjawiska delaminacji pod obciążeniem.

4

Monte Carlo simulations for HET ceramics sputtering yield prediction

63%

Tondu T. , Inguimbert V. , Roussel J. F. , D'escrivan S.

|

tom Vol. 49, no 3-4

363-373

EN

The Monte Carlo simulation code for ion sputtering CSiPI was developed for electric propulsion-induced erosion applications. In this paper we present how ceramics erosion can be treated. Indeed, these materials strongly differ from metals for which MC simulations are validated. We show that the target has to be resolved in time and space in order to deal with the target stoechiometry evolutions under ion bombardment. This is treated by the CSiPI2007 version of CSiPI. Then we propose a description for the characteristic binding energies that are opposed to some classical description. Indeed, we consider for ceramics a negligible surface binding energy compared to the bulk binding energy. This description is argued and a methodology is proposed for energies determination from the material atomization energy. This allows to perform the predictive sputtering yield Calculations. The code CSiPI and the proposed protocol for input data determination is validated by comparing simulations with experiments for BN, SiO2 and MgO. A good correlation is observed for normal ion bombardment by Xe+ ions in the 350-1000 eV range. For grazing incidence, experimental measurements depend strongly on the target roughness, then results are not directly comparable. At last, we present an estimation of erosion yields of the composite ceramics BN-SiO2 used in HETs.

5

Ion bombardment-induced reduction of the ultra-high residual stress in sputter-deposited nitride films designed for electronics.

44%

Nowak R.

|

tom R. XIX, nr 4

1238-1243

EN

The paper adresses the novel post-deposition method of relaxing ultra-high internal stresses prevailing in sputter-grown thin films. A significant reduction of stress has been confirmed by X-ray diffraction and independent substrate deflection measurements for HfN films treated with Si and Au ions of various energies and fluence. The particular sequence of experiments made it possible to deduce about the only possible scenario resulting in stress-relaxation. The observed phenomenon was attributed to the transport of the interstitial defects within the thermal spikes induced by bombarding HfN with ions and an increase in vacancy concentration. The employed Auger electron spectroscopy, transmission electron microscopy and X-ray diffraction technique confirmed that the ion bombardment did not affect either the composition, dislocation structure or texture of nitride films. Stress-relaxation observed for HfN films with the modified shallow zone (implantation with N+ ions of lower energies) served as a proof that the stress reduction is caused by the process which occurs within the film's volume.