» Technologia magnetronowa do przemysłowego otrzymywania powłok wielowarstwowych na szkle płaskim
|
|
Krzysztof Mars 
Szkło płaskie jako materiał ceramiczny stosowany powszechnie
w budownictwie, lub w przemyśle motoryzacyjnym pokrywane
jest powłokami wielowarstwowymi. Odpowiednio dobrany zestaw
warstw w powłoce pozwala skutecznie modyfikować właściwości
funkcjonalne końcowego produktu. Przemysłowa technologia
otrzymywania takich powłok musi sprostać licznym wymaganiom,
do których min. należą: właściwe przygotowanie podłoża w formie
płaskich szyb o znacznych wymiarach, możliwość precyzyjnej
kontroli grubości i składu chemicznego osadzanych warstw, bezpieczny
i przyjazny środowisku naturalnemu proces wytwórczy
gwaratujący otrzymanie powłoki zgodnej ze specyfikacją danego
produktu.
Rozpylanie magnetronowe
Powszechnie stosowane przemysłowe
technologie otrzymywania powłok
bazują zwykle na metodach fizycznego
lub chemicznego osadzania z fazy
gazowej. Synteza warstw odbywa
się w warunkach próżniowych i jest
wspomagana plazmowo. Ze względu
ma dużą stabilność wyładowania
i możliwość uzyskiwania wysokich
szybkości nanoszenia coraz większą
popularnośc wśród metod PVD zyskuje
metoda rozpylania magnetronowego
[1-5]. W procesach nanoszenia
warstw metalicznych, w których
rozpylany target ma formę czystego
metalu, magnetron zasilany jest napięciem
stałoprądowym (DC). Reaktywnym
rozpylaniem magnetronowym
nazywamy proces otrzymywania
warstw w formie tlenków, azotków
i innych związków chemicznych poprzez
rozpylanie targetu w mieszance
gazu roboczego i reaktywnego (tlen,
azot, metan i in.) [6-8]. W procesach
reaktywnych magnetron zasilany jest
napięciem sinusoidalnym o częstotliwości
20…100 kHz. Pożądane ilości
składników w syntezowanej warstwie
(odpowiednią stechiometrię) osiąga się poprzez kontrolę parametrów
technologicznych procesu. Obszar plazmy wyładowania
magnetronowego emituje promieniowanie elektromagnetyczne.
Promieniowanie to jest źródłem cennych informacji o stanie procesu
rozpylania w układzie reaktywnym. Zastosowanie Emisyjnej
[...]
więcej»
w zeszycie
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA 2011/11
|
|
|
|
|
|
» Utlenianie materiału termoelektrycznego CoSb3 z warstwą Cr-5Si nanoszoną metodą PVD
|
|
ELŻBIETA GODLEWSKA KINGA ZAWADZKA KRZYSZTOF MARS
Ochrona przed Korozją, vol. 54, nr 6 323
pomocy skaningowej mikroskopii elektronowej
(SEM), rentgenowskiej analizy fazowej
(XRD) oraz mikroanalizy rentgenowskiej
(EDS).
3. Wyniki badań i dyskusja
Obraz przełomu próbki z naniesioną warstwą
Cr-5Si w świetle elektronów odbitych
(BEI) przedstawia rys. 1. Powłoka ma jednorodną
grubość, zbudowana jest z gęsto upakowanych
podłużnych kryształów zorientowanych
prostopadle względem powierzchni
podłoża, wykazuje dobrą przyczepność i pozbawiona
jest makrodefektów. Według półilościowej
analizy EDS z przekrojów próbek,
powłoki są jednorodne pod względem składu
chemicznego i fazowego (95%at. Cr i 5%at.
Si). Dyfraktogram z powierzchni próbki bezpośrednio
po naniesieniu powłoki, uwidacznia
dwie fazy: CoSb3 oraz α-Cr o strukturze A2.
Poszerzone refl eksy świadczą o submikronowych
wielkościach krystalitów tworzących
powłokę.
Z nielicznych dostępnych w literaturze informacji
oraz systematycznych badań przeprowadzonych
ostatnio przez autorów niniejszej
pracy wiadomo, że CoSb3, podczas
wygrzewania w atmosferze zawierającej tlen,
w temperaturze powyżej 500°C, ulega utlenianiu
z utworzeniem wielowarstwowej zgorzeliny,
złożonej z tlenków antymonu oraz tlenków
antymonowo-kobaltowych [4]. Na podstawie
dyfraktogramów z powierzchni próbek z powłoką
Cr-5Si utlenianych w powietrzu w temperaturze
500°C przez 80 godz., nie stwierdzono
obecności tlenków charakterystycznych dla
zgorzeliny narastającej na materiale niechronionym.
Zarejestrowane refl eksy pochodziły
od faz CoSb3, α-Cr oraz Cr2O3. Systematyczne
obserwacje mikroskopowe oraz mikroanalizy
rentgenowskie przełomów i zgładów,[...]
więcej»
w zeszycie
OCHRONA PRZED KOROZJĄ 2011/6
|
|
|
» Warstwy (Cr-Si)O nanoszone techniką magnetronową na CoSb3
|
|
|
Kinga Zawadzka Elżbieta Godlewska Krzysztof Mars
Materiał podłożowy - związek międzymetaliczny CoSb3, należący
do grupy skutterudytów - został otrzymany w laboratoriach
Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH drogą bezpośredniej
syntezy z pierwiastków oraz spiekania na gorąco. Przygotowanie
powierzchni próbek do nakładania warstw metodą
rozpylania magnetronowego, obejmowało polerowanie pastami
diamentowymi o uziarnieniu do 1 μm, odtłuszczanie w acetonie
oraz mycie w płuczce ultradźwiękowej. Do procesu osadzania
wybrano targety chromowo-krzemowe o zawartości krzemu 5
oraz 40% at. Targety Cr-Si otrzymano z proszków Cr i Si zmieszanych
w odpowiednim stosunku stechiometrycznym i spiekanych
metodą prasowania na gorąco pod ciśnieniem 25 MPa w temperaturze
1873K (Cr-5Si) lub 1673K (Cr-40Si). Procesy rozpylania
prowadzono przez 30 min. w atmosferze argonu (target Cr-5Si)
oraz w atmosferze Ar+O2 (targety Cr-5Si oraz Cr-40Si) przy użyciu
magnetronu WMK-50 z zasilaczem impulsowym firmy DORA.
Warstwy zawierające tlen oznaczono w tekście odpowiednio, jako
(Cr-5Si)O oraz (Cr-40Si)O. Ciśnienie mieszaniny reakcyjnej było
utrzymywane na poziomie 7,0 - 10-3 mbar, temperatura podłoża
wynosiła 473K, natężenie prądu katodowego 0,7 A, natomiast
moc wydzielana na targecie wynosiła 0,63 kW.
Wybrane próbki dodatkowo wygrzewano w temperaturze
673K przez 6 godz. w atmosferze argonu (10 Pa), w celu wytworzenia
połączenia dyfuzyjnego, na granicy rozdziału (Cr-Si)O/
CoSb3. Próbki z warstwami poddawano utlenianiu w powietrzu
w temperaturze 773 oraz 873K przez 20…[...]
więcej»
w zeszycie
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA 2011/11
|
|
|
» Powłoki Mg2Si natryskiwane zimnym gazem
|
|
ELŻBIETA GODLEWSKA WOJCIECH ŻÓRAWSKI KRZYSZTOF MARS
Rozwój nowych technologii inżynierii powierzchni zawsze wiązał
się z badaniami nad otrzymywaniem powłok o lepszych właściwościach
niż te, które uzyskiwano wcześniej stosowanymi metodami
lub obniżeniem kosztów ich wytwarzania. W procesach natryskiwania
cieplnego do podstawowych czynników, które decydują
o właściwościach otrzymywanej powłoki, można zaliczyć: prędkość
cząstki i jej temperaturę w momencie uderzenia w podłoże
oraz otaczającą atmosferę. W przypadku natryskiwania płomieniowego,
łukowego, plazmowego oraz naddźwiękowego materiały
metaliczne ulegają utlenianiu, co powoduje obniżenie właściwości
powłok. Wzrost prędkości cząstek w przypadku natryskiwania
naddźwiękowego (HVOF) pozwala na znaczne ograniczenie tego
zjawiska, mimo że cząstki materiału powłokowego mają kontakt
z produktami spalania oraz z tlenem, który jest obecny w mieszance
palnej i otaczającej atmosferze. W przypadku natryskiwania plazmowego
wysoka temperatura prowadzi do szeregu innych niekorzystnych
zjawisk, takich jak: odparowanie materiału, zmiany
fazowe, rekrystalizacja, uwalnianie gazów, rozwarstwienia, odkształcenia
itp. Niekorzystnych zmian w składzie fazowym powłoki
można uniknąć, przeprowadzając natryskiwanie w zamkniętych
komorach z kontrolowaną atmosferą lub w próżni. Jednak wiąże
się to ze znacznym wzrostem kosztów procesu. Dalsze polepszenie
jakości powłok wymagało więc modyfikacji technologii w kierunku
ograniczenia niekorzystnego wpływu temperatury na rzecz
wzrostu prędkości cząstek. Koncepcja natryskiwania bez źródła
ciepła w postaci płomienia lub plazmy powstała już w końcu lat 50.
ubiegłego stulecia [1]. Stało się to możliwe dopiero w połowie lat
80. ubiegłego stulecia, kiedy zespół prof. A. Papyrina w Instytucie
Teoretycznej i Stosowanej Mechaniki w Nowosybirsku opracował
całkiem nową technikę natryskiwania zimnym gazem. Prowadzone
przez ten zespół prace badawcze wykazały możliwość otrzymywania
powłok z różnych metali, stopów oraz kompo[...]
więcej»
w zeszycie
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA 2011/4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
» Nanoszenie warstw metalicznych na mikrosfery glinokrzemianowe
|
|
|
ELŻBIETA GODLEWSKA KRZYSZTOF MARS RYSZARD MANIA MARZENA MITORAJ dr inż. WALDEMAR PICHÓR
Mikrosfery glinokrzemianowe, będące składnikiem popiołów
lotnych, mają zbliżone właściwości fizyczne, niezależnie od rodzaju
węgla spalanego w instalacjach przemysłowych [5]. Ich
ścianki mają budowę amorficzną a ich średni skład mieści się
w granicach: SiO2 - 54…65%, Al2O3 - 21…39%, Fe2O3 - 2…4%,
MgO - 1…2,5%, CaO <1%, Na2O - 0,3…1,3%. Do badań użyto
mikrosfery o uziarnieniu poniżej 0,50 mm, gęstości pozornej
wynoszącej około 0,80 g/cm3, gęstości nasypowej 0,42 g/cm3
i średnim współczynniku przewodzenia ciepła równym 0,12
W/(m·K). Frakcja ziarnowa 125…250 μm była dominująca i stanowiła
ponad 65%.
W wyniku separacji ziarnowej otrzymano frakcje: <63 μm,
63…125 μm, 125…250 μm i >250 μm. Na mikrosfery nanoszono
warstwy metali (Cu i Ni) metodą magnetronową. W cylindrycznej
komorze próżniowej o średnicy 600 mm i wysokości 700 mm,
zainstalowano planarną wyrzutnię magnetronową WMK - 50.
Magnetron zasilano przy pomocy zasilacza Dora Power System
(DPS), generującego impulsy o charakterze sinusoidalnym z częstotliwością
80 kHz. Regulacja mocy doprowadzonej do magnetr[...]
więcej»
w zeszycie
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA 2011/11
|
|
|
|
Strona 1
|
Twój Profil
Twój koszyk
