Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Sekwencja powstawania faz międzymetalicznych w powłokach wielowarstwowych

100%

Wołczyński W. , Wierzchoń T.

|

2006

|

tom Vol. 27, nr 5

1268-1271

PL

Poddano analizie kształtowanie powłoki złożonej z faz międzymetalicznych z układu Al-Ni wytwarzanych obróbką powierzchniową typu duplex. Obróbkę prowadzono w temperaturach poniżej 700 °C w cyklach, w czasie około 4 godzin. Stwierdzono istnienie dwu faz tj. NiAl oraz Ni3Al, w uzyskanej powłoce, oprócz warstwy tlenkowej lub azotkowej. Uzyskane fazy międzymetaliczne są wynikiem pewnej obróbki powierzchniowej i tworzą się wskutek procesów dyfuzyjnych w stanie stałym. Ujawnienie wspomnianych faz nie pozwala jednak w pełni zrozumieć mechanizmu ich powstania, lub inaczej historii ich powstania. Dlatego też, wykonano dodatkowe eksperymenty modelowe w zakresie krótkotrwałego procesu izotermicznego spajania dyfuzyjnego w temperaturze 700 °C, kiedy to składnik stopowy Al jest ciekły. Zwiększono w ten sposób intensywność procesów dyfuzyjnych, co pozwoliło na zatrzymywanie procesu krystalizacji po bardzo krótkich okresach czasu, rzędu minuty, wygodnych dla analizy przeprowadzonego eksperymentu, przy jednoczesnym „zamrożeniu" struktury uzyskanej powłoki wielowarstwowej. Zaobserwowano pojawienie się fazy międzymetalicznej Al3Ni2 oraz związku międzymetalicznego AbNi. Te podwarstwy pojawiają się w odpowiedniej sekwencji, którą można uzasadnić termodynamicznie. Pojawienie się tych dwu faz: AlsNi2 oraz Al3Ni stanowi zaledwie etap wstępny dla procesu uzyskania faz finalnych zaobserwowanych w obróbce duplex.

EN

Formation of multi-layer coating containing intermetallic phases is the subject of the analysis. The multilayer was produced by means of the so-called duplex treatment of the surface. The treatment was applied cyclically below temperature 700°C for 4 hours. Two intermetallic phases were revealed within multi-layer, that is NiAl and Ni3Al. Additionally, the sub-layer containing AI2O3 or A1N was also revealed just at the surface of coating, respectively. The obtained intermetallic phases are the result of the surface treatment and appear due to diffusion phenomena into the solid. However, the mechanism of the phases formation or history of the sequence of phases appearance is not yet described. That is why the additional experiment of diffusion soldering at 700°C with the presence of liquid filler Al-metal was carried out. The intensity of diffusion has been increased and the solidification arrested for different period of time of the order of one minute. As the result of solidification arresting the morphology of the multi-layer was "frozen". An appearance of the Al3Ni2 and Al3Ni intermetallic phases was observed. These sub-layers appeared in sequence which was justified thermodynamically. The appearance of Al3Ni2 and Al3Ni intermetallic phases is preliminary stage for the final formation of intermetallic phases observed during the duplex treatment of the substrate surface.

2

Modelowanie i symulacja numeryczna stanu naprężeń i odkształceń w warstwie wierzchniej noża strugarki do obróbki drewna pokrytego powłoką przeciwzużyciową

63%

Szparaga Ł. , Ratajski J. , Olik R.

|

tom Vol. 31, nr 4

1249-1254

PL

Artykuł poświęcony jest zagadnieniu naprężeń i odkształceń, powstających w trakcie pracy wewnątrz noża pokrytego przeciwzużyciową powłoką wielowarstwową, z uwzględnieniem termicznych naprężeń własnych. Rozważano narzędzie ze stali SW7M pokryte powłoką dwuwarstwową TiN/TiAlN w trakcie quasi statycznej pracy. Pola naprężeń i odkształceń zostały określone na drodze symulacji komputerowych za pomocą metody elementów skończonych (MES). Na podstawie przyjętych założeń, dotyczących modelowanego obiektu, rozważono płaski stan odkształceń i przestrzenny stan naprężeń. Wyniki symulacji zostały przedstawione dla narzędzia o zredukowanych wymiarach, co było możliwe przez odpowiednią modyfikację warunków brzegowych w modelu oraz dobór obszaru zgodności wyników symulacji otrzymanych dla noża o wymiarach rzeczywistych i zredukowanych.

EN

The paper is on stresses and strains fields arising during cutting process inside knife covered with multilayer coating, with thermal internal stresses as initial conditions of the process. The knife was made of HSS and covered with multilayer coating TiN/TiAlN. The cutting process was treated as quasi stationary. Stresses and strains fields were determined using finite element method (FEM) during computer simulations. Accepted assumptions allowed to consider plane fields of strains and three dimensional state of stresses. Numerical results were presented for a knife with reduced dimensions, which was possible because of the modification of the boundary conditions in considered model and selection of the area in witch result obtained for the tool with original dimensions and with reduced ones comply to each other.

3

Coatings on TiN and Ti(C,N) basis for biomedical application to blood contact and TiN/CrN multilayered tribological systems produced by pulsed laser deposition

63%

Major B. , Bruckert F. , Lackner J. M. , Ebner R. , Kustosz R. , Lacki P.

|

2008

|

tom Vol. 53, iss. 1

39-48

EN

Research activity on surface en g ineering performed at the IMIM PAS in last years has been presented. Experiments were focused on TiN and Ti(C,N) thin coatings produced on titanium and biologically applied polyurethane substrates by application of pulsed laser deposition (PLD), magnetron sputtering (MS), and hybrid PLD/MS, at room temperature. Bio-physical tests of the kinetics of shear flow-induced cell detachment have been carried out. Model eucariotic cells easy to manipulate using technics of molecular biology have been used in experiments. Fluorescence patterns obtained after the performed test at kinetics condition tests have been used to establish kinetics curves. A microstructure examination by application of XRD and transmission electron microscopy have been performed. On the basis of the real cell detachment experiment, a finite element simulation was done. The highest shear stress was estimated for the region of the radius of the whole pierced in the center of the upper disc. There are an increasing number of applications in tribology where the properties of a sin gle material are not sufficient. One way to surmount this problem is to use a multilayer coating. Application of metallic interlayers improves adhesion of nitride hard layer in multilayer systems. Tribological coatings consisted of 4, 8 and 32 layers of Cr/CrN and Ti/TiN types were fabricated with the PLD technique. It is found in transmission electron examinations on thin foils prepared from cross-section that both nitride-based multilayer structures studied are characterized by small columnar crystallite sizes and high defect density, what might raise their hardness but compromise coating adhesion. The intermediate metallic layers contained larger sized and less defective columnar structure compared to the nitride layers located at close to the substrate which should improve the coatings toughness. Switching from single layer to multi-layer metal/nitride composition improved resistance to delamination.

PL

Przedstawiono działalność IMIM PAN prowadzoną w ostatnich latach w zakresie inżynierii powierzchni. Badania koncentrowaly się na cienkich warstwach typu TiN i Ti(C,N) wytwarzanych z wykorzystaniem metody osadzania laserem impulsowym (PLD), magnetronowej (MS) oraz hybrydowej PLD/MS w temperaturze pokojowej na podłożu metalicznego tytanu oraz stosowanego biologicznie poliuretanu. Przeprowadzono testy biofizyczne kinetyki wymywania komórek w warunkach naprężenia ścinania generowanego przepływem. W badaniach zastosowano modelowe komórki eukariota, które są dogodne do wykorzystania w eksperymentalnych technikach biologii molekularnej. Obrazy fluorescencyjne uzyskane po przeprowadzonych testach w warunkach kinetycznych wykorzystane zostaly do wyznaczenia krzywych kinetycznych. Przeprowadzono badania mikrostruktury metodą dyfrakcji rentgenowskiej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Wykorzystując wyniki rzeczywistego eksperymentu wymywania komórek, przeprowadzono modelowanie metodą elementów skończonych. Najwyższe naprężenia ścinające uzyskano dla obszaru leżącego na brzegu otworu centralnego górnego dysku. Wzrasta ilość zastosowań w tribologii gdy właściwości tworzywa jednowarstwowego są niewystarczające. Jednym z rozwiązań jest wytwarzanie powłok wielowarstwowych. Zastosowanie wielowarstwy metalicznej w układzie Ti/TiN, zawierającym twardą warstwę azotkową, poprawia adhezje. Wytworzone zostały metodą PLD układy tribologiczne składające się z 4, 8 oraz 32 warstw typu Cr/CrN i Ti/TiN. Stwierdzono w badaniach metodą transmisyjnej mikroskopii elektronowej na cienkich foliach uzyskanych z przekroju poprzecznego, że obydwa wielowarstwowe systemy charakteryzują się drobnokrystaliczną strukturą o małej wielkości ziaren kolumnowych z dużą gęstością defektów. Może to wpływać na wzrost twardości, obniżając jednak adhezję powłoki. Międzywarstwy metaliczne zawierają nieco większych rozmiarów i mniej zdefektowaną strukturę kolumnową niż warstwy azotkowe. Warstwa metaliczna jest pierwsząwarstwąprzy podłożu i podnosi ona plastyczność powłoki. Przechodząc od warstwy pojedynczej do wielowarstwy typu metal/azotek uzyskuje siępoprawę odporności na delaminację.

4

Kształtowanie struktury kompozytowych powłok Al-AlN na stali martenzytycznej metodą Arc-PVD

63%

Mendala B. , Swadźba L. , Hetmańczyk M.

|

tom Vol. 32, nr 4

571-575

PL

W Polsce w wielu dziedzinach przemysłu, a zwłaszcza w lotnictwie, na elementy konstrukcyjne pracujące w warunkach korozyjnych powszechnie stosuje się galwaniczne pokrycia kadmowe. Jednak ze względu na zagrożenie dla zdrowia ludzkiego oraz toksyczne oddziaływanie technologii galwanicznych na środowisko istnieje tendencja do eliminowania z przemysłu powłok kadmowych i zastępowanie ich powłokami innych typów. Problem ten dotyczy w przeważającej mierze pokrywanych elementów konstrukcyjnych wykonywanych ze stali, a zwłaszcza łopatek sprężarek silników lotniczych eksploatowanych w warunkach morskich. Perspektywicznym kierunkiem w rozwoju inżynierii powierzchni jest wytwarzanie powłok wielowarstwowych, wieloskładnikowych i kompozytowych. Zagadnieniu temu poświęca się coraz więcej uwagi i to zarówno w procesach: galwanicznych, natryskiwania cieplnego, konwencjonalnych metod CVD, jak też w procesach PVD. Taki stan zagadnienia uzasadnia podejmowanie badań nad wytwarzaniem powłok alternatywnych o charakterze anodowym, np. kompozytowych Al-AlN i wielowarstwowych Al/Al-AlN osadzanych metodą PVD. W pracy przedstawiono wyniki badań powłok kompozytowych i wielowarstwowych na bazie aluminium wytworzonych na stali martenzytycznej EI962 (11H11N2W2MF). Podano główne parametry procesu osadzania powłok oraz określono ich budowę na podstawie badań metalograficznych i rentgenowskiej analizy fazowej. Określono skład chemiczny wytworzonych powłok metodami GDOS i mikroanalizy rentgenowskiej.

EN

Polish industry, especially aviation to protect construction engine parts against corrosion commonly apply galvanic cadmium coatings. However, because of high harmfulness of cadmium and cadmium plating technology for human health as well as for the natural environment, there is tendency to eliminate this process from industry and substitute cadmium coatings for another. The problem mainly concerns the coated construction elements made of steel, particularly aircraft compressor blades operated in marine climate. The deposition of multilayered, multicomponent and composite coatings is a prospective direction in the development of surface engineering. This issue seems to draw more and more attention regardless of the considered technology: galvanic, thermal spraying, conventional CVD methods or PVD processes. Such state of problem justifies researching the deposition of alternative anodic coatings, e.g.: composite Al-AlN and multilayered coatings Al/Al-AlN type by PVD method. In this paper the investigations concerning deposition of composite and multilayer aluminium base coatings on samples made of martensitic stainless steel EI962 (11H11N2W2MF) type were presented. The main parameters of coatings deposition by Arc-PVD processes as well as their structure basic on metallographic and X-ray diffraction examinations were described. The profile chemical composition by GDOS analysis and microanalysis of the coatings deposited on EI962 stainless steel were shown.

5

Modelowanie ewolucji stanów naprężeń w wielowarstwowej powłoce CrN/Cr za pomocą MES

63%

Szparaga Ł. , Ratajski J.

|

tom Vol. 32, nr 4

760-763

PL

W pracy opisano ewolucję czasową stanów naprężeń w wielowarstwowej powłoce przeciwzużyciowej CrN/Cr powstających na skutek studzenia powłoki po procesie nakładania PVD. W modelu fizycznym postulowano istnienie warstwy przejściowej występującej pomiędzy warstwami powłoki CrN/Cr powodującej ciągłą zmianę parametrów fizykochemicznych pomiędzy warstwami. Celem pracy jest przedstawienie wpływu warstwy przejściowej występującej pomiędzy warstwami powłoki na dynamikę stanów naprężeń w powłoce. Zmianę parametrów materiałowych warstwy przejściowej, takich jak moduł Younga, współczynnik Poissona, współczynnik rozszerzalności cieplnej i gęstość modelowano za pomocą ciągłych i symetrycznych funkcji przejścia. Model komputerowy warstw wraz z podłożem został utworzono metodą elementów skończonych.

EN

In the work, time evolution of stress fields occurring in the multilayer CrN/ Cr antiwear coating, during cooling process after deposition with PVD method, was described. In physical model insertion of the transition layer between CrN/Cr layers, whose occurrence is reflected by the continuous change of the physical and chemical properties, across the coating thickness was postulated. The goal of the work is to estimate the influence of the transition layer on the stresses evolution in the coating. Material's parameters change in transition layer like Young's modulus, Poisson's ratio, thermal expansion coefficient and coating layers' density, was modelled using continuous and symmetric transition functions. Computer model of the coating and substrate was created using FEM method.

6

The effect of metallic inter-layers on multilayer ceramic/metal coatings properties

63%

Major Ł. , Kot M. , Lackner J.

|

tom Vol. 31, nr 3

445-448

EN

Wear resistant multilayer coatings based on Ti/TiN system have been analyzed. It has been suggested different ratio of hard phase to soft one. The influence of different ratio to mechanical and microstructural properties has been investigated. Coatings were produced by pulsed laser deposition technique (PLD). Two different ratios were analyzed: the amount of ceramic phase two and four times higher than metallic ones. The total thickness of coating was constant 1 ~m. Coatings were subjected to mechanical ball-on-disc test and the static one where alumina ball was pushed into the coating. The wear mechanisms and the role of different ratio of phases in multilayer composition has been investigated by transmission electron microscopy technique (TEM). Thin foils for TEM observations were cut across the wear track showing the damaged area in cross-section. They were prepared with a Quanta 200 3D (Focused Ion Beam). The microstructure investigations including high resolution (HREM) observations and local chemical measurements were conducted with TECNAI G2 Super TWIN FEG (200 kV) equipped with integrated EDAX Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) system. The investigations indicated that as deposited material presents defected (dislocations) columnar microstructure with occasionally fine cracks in ceramic sublayers at the columnar grain boundaries. It has been found out that the higher amount of ceramic phase at the same total thickness of coating, the better mechanical properties. The decrease of metallic phase resulted in the increase of mechanical properties.

PL

Odporne na zużycie wielowarstwowe powłoki Ti/TiN poddane zostały analizie właściwości mechanicznych i mikrostrukturalnych. Zaproponowano nowe rozwiązanie w układzie wielowarstwowym. Wytworzono powłoki z rożnym udziałem fazy ceramicznej w stosunku do metalicznej. Analizy dotyczyły opisu wpływu rożnego stosunku fazy ceramicznej do metalicznej na właściwości mechaniczne i mikrostrukturalne. Powłoki wytworzone zostały za pomocą techniki ablacji laserowej (PLD). Wytworzono dwa rodzaje powłok wielowarstwowych: z dwukrotnie większym udziałem fazy ceramicznej do metalicznej i z czterokrotnie większym udziałem fazy ceramicznej. Całkowita grubość powłoki pozostawała stała na poziomie 1 ~m. Powłoki poddane zostały mechanicznym testom na zużycie kula-tarcza i statycznemu testowi polegającemu na wciskaniu kulistego penetratora (Al2O3) w powłokę. Mechanizmy zużycia i wpływ rożnego stosunku faz w wielowarstwowych powłokach zostały opisane za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej. Cienkie folie do analizy TEM zostały przygotowane z przekroju poprzecznego powłoki. Zostały one wytworzone techniką zogniskowanej wiązki jonów galu (tzw. technika FIB - Focused Ion Beam). Badania mikrostruktury, zawierające analizy wysokorozdzielcze (HREM) i analizy składu chemicznego (EDS), przeprowadzone zostały z zastosowaniem transmisyjnego mikroskopu elektronowego TECNAI G2 Super TWIN FEG (200 kV), wyposażonego w zintegrowany system EDAX do analizy EDS. Przeprowadzone badania wykazały, że powłoki w stanie po nałożeniu charakteryzowały się zdefektowaną (w postaci dyslokacji), kolumnową budową, z okazjonalnie występującymi mikropęknięciami w międzywarstwach ceramicznych. Wykazano, że im większy udział fazy ceramicznej do metalicznej na tej samej grubości powłoki, tym lepsze właściwości mechaniczne. Obniżenie udziału fazy metalicznej skutkuje wzrostem właściwości mechanicznych.

7

Powłoki przeciwkorozyjne na rurociągi naziemne

63%

Bochenek A. , Pieniążek W.

|

2008

|

tom nr 4-5

149-152

PL

W pracy omówiono powłoki, stosowane do ochrony przeciwkorozyjnej rurociągów, które z różnych względów nie mogą być poprowadzone pod ziemią lub pod wodą. Skupiono się na powłokach wielowarstwowych wytwarzanych z wysoko prefabrykowanych materiałów, które oprócz odporności na promieniowanie UV charakteryzuję się również odpornością na inne czynniki agresywnego otoczenia.

EN

This paper discusses coatings used for anticorrosion protection of pipelines which for various reasons cannot be laid underground or under water. It focuses on multilayer coatings made from highly prefabricated materials of different kinds of plastics. Their properties and examples of applications were given.

8

Charakter zmian powłok chromowo-niklowych w warunkach intensywnej korozji

63%

Sołek D. , Hajduga M. , Węgrzynkiewicz S. , Chęcmanowski J.

|

2011

|

tom nr 4-5

161-164

PL

Przedstawiono wyniki badań odporności korozyjnej powierzchni stali DC01, modyfikowanej wielowarstwowymi powłokami metalicznymi, w płynie fizjologicznym (roztwór Ringera). Materiał wyjściowy poddano standardowemu procesowi przygotowania podłoża przed nałożeniem powłok. Metodą elektrolizy otrzymano wielowarstwowe powłoki ochronne typu nikiel-nikiel-chrom, nikiel-chrom oraz nikiel-miedź, na stali DC01 powszechnie stosowanej na konstrukcje wyposażeń medycznych. Badania obejmowały analizę składu chemicznego stali, pomiar twardości podłoża. Określono charakter warstwy wierzchniej modyfikowanej i niemodyfikowanej. Wykonano badania metalograficzne mikroskopowe oraz wyznaczono odporność korozyjną próbek. Modyfikacja powierzchni metalicznej powłokami spowodowała wzrost wartości E' (potencjał korozyjny) w stosunku do materiału wyjściowego. Największą wartość E' wykazał materiał z powłoką nikiel-miedź. Wyznaczone gęstości prądów korozyjnych badanych próbek wskazują na korelację między wartością Rp (opór polaryzacyjny), a ikor (gęstość prądu korozyjnego). Stwierdzono również, że modyfikacja powierzchni stali DC01 powłoką ochronną nikiel-nikiel-chrom odznacza się najlepszymi właściwościami antykorozyjnymi w warunkach wzmożonej korozji jaką stanowił w badaniach roztwór Ringera.

EN

The thesis presents results of the research on the corrosion resistance of the DC01 steel surface modified with multiplayer metal coating in saline (Ringer's solution). Tested material was exposed to the standard process of the base preparation for coating application. With the method of electrolysis multiplayer protective coatings were obtained of the nickel-nickel-chrome, nickel-chrome, nickel-copper type on DC01 steel which is generally used for the construction of medical equipment. The experiment comprised the analysis of the chemical composition of steel and the measurement of the base hardness. Metallographic microscope tests were conducted and the corrosive resistance of samples was calculated. Modifying the metal base with the coatings resulted in the increase of the E'(corrosion potential) value in comparison to crude steel surface. The highest E' value was measured for material with nickel-copper coating. The indicated densities of the corrosive currents of the tested samples demonstrate the correlation between values Rp (polarizing resistance) and ikor. (corrosive current density). It has also been noticed that DC01 steel surface modification with nickel-nickel-chrome protective coating displays the best anti-corrosive properties in the conditions of intensified corrosion in Ringer's solution applied in the experiment.

9

Wielowarstwowe powłoki przedłużające trwałość grotów lutownic elektrycznych.

51%

Trzaska M.

|

2002

|

tom R. XXIII, nr 5

486-488

PL

Przedmiotem badań przedstawionych w pracy są powłoki wielowarstwowe: (Fe)+(Ni), (Fe)+(Ni-P), (Ni)+(Fe)+(Cr) zmniejszające erozję i korozję grotów lutownic elektrycznych. Warstwy wytwarzano metodami redukcji chemicznej i elektrochemicznej. Badania koncentrowały się wokół następujących zasadniczych zagadnień: dobór materiału warstw i parametrów procesów nakładania warstw, analizy struktury materiału warstw oraz oceny właściwości użytkowych wytworzonych powłok. Zdolności ochronne powłok oceniano w oparciu o mikrotwardość materiału i próby przyspieszonego zużycia w warunkach eksploatacyjnych grotów lutownic. Przeprowadzono analizę porównawczą powłok o różnych składach.

EN

The investigations of this study are focussed on multilayer coatings (Fe)+(Ni), (Fe)+(Ni-P) and (Ni)+(Fe)+(Cr) used for decreasing the erosion and corrosion processes of the arrowheads of soldering irons. The coatings have been produced by the electroless and electrochemical methods. The studies performed have been concentrated on the following main problems: choice of suitable materials and parameters of the coating process for the manufactured layers, examinations of structures and chemical compositions of the coatings, estimations of the useful properties of the coatings produced. The protection properties of the obtained coatings have been identified by examinations of the materials microhardness and the tests for accelerated wears in the working conditions of the arrowheads of the soldering irons. Results of comparative analysis of coatings produced with various composition are also presented.

10

Alternatywne powłoki na pierścienie tłokowe a ochrona środowiska

51%

Jakóbiec J. , Szwajka Z. , Skrzyniowski A. , Jaskólski J.

|

1999

|

tom T. 2, nr 2

161-170

PL

Główną technologią mającą na celu polepszenie własności pierścieni tłokowych jest chromowanie galwaniczne. Prowadzone są jednak liczne próby stworzenia technologii, które pozwoliłyby uzyskać lepsze własności użytkowe elementów i byłyby jednocześnie mniej szkodliwe dla środowiska. W artykule omówiono wielowarstwowe powłoki na pierścienie tłokowe, które pozwalają również na polepszenie parametrów silnika.

EN

Chromium electroplating is main technology whose aim is to improve piston ring properties. New technology is being carried out to gain good element properties and simultaneously it can be harmless for environment. In paper multi-layer coatings for piston rings have been discussed. This technology also enables improvement of engine parameters.