Wyniki 1-5 spośród 5 dla zapytania: authorDesc:"Alicja K. Krella"

Mechanizmy odkształcenia materiałów nanostrukturalnych

Czytaj za darmo! »

Za początki ery nanomateriałów uznaje się wystąpienie w grudniu 1959 roku Richarda Feynmana na dorocznym spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego, w którym przedstawił możliwość manipulowania atomami w celu budowania dowolnych struktur składanych z pojedynczych atomów. Wizję tę opisał w swojej pracy pt. "There’s Plenty of Room at the Bottom" [1]. Słowo "nanotechnologia" zostało pierwszy raz użyte przez Norio Taniguchi z Uniwersytetu w Tokyo w 1974 roku, kiedy nawiązał do możliwości zastosowania materiałów inżynierskich do precyzyjnych konstrukcji na poziomie nanometrycznym na potrzeby przemysłu elektronicznego [2]. W 1981 roku skonstruowany przez G. Binniga i H. Rohrera skaningowy mikroskop tunelowy (STM - Scanning Tunneling Microscope) umożliwił obserwowanie klastrów atomów, a także uzyskanie obrazu powierzchni ze zdolnością rozdzielczą rzędu pojedynczego atomu. W tym samym 1981 roku G. Binning, C. F Quate i Ch. Gerber skonstruowali mikroskop sił atomowych (AFM - Atomic Force Microscope). Oba mikroskopy stały się podstawowymi narzędziami rozwijającej się nowej dziedziny nauki: nanomateriałów i nanotechnologii. Poza obrazowaniem struktury atomowej i profilu powierzchni skanowanej próbki mikroskopy pozwoliły oderwać i przemieścić pojedynczy atom z powierzchni próbki. Wykazano, że w ten sposób jest możliwa obróbka materiału na poziomie atomowym. K. E. Drexler w 1986 roku w książce "Engines of Creation" [3] dostrzegł możliwość zastosowania inżynierskiego nanotechnologii do budowy elementów maszyn, urządzeń i detali, poczynając od pojedynczych atomów. Znaczący rozwój badań nad nanomateriałami odnotowano w 2000 roku, kiedy dziedzina "nano" stała się priorytetem w USA [4]. W Wielkiej Brytanii prace nad "nano" wspierało Royal Academy of Engineering i Royal Society [5]. Obecnie do czołówki państw w badaniach nad nanomateriałami należą również Japonia, Chiny, Niemcy, Korea, Francja. W Polsce także prowadzi się badania n[...]

Odporność kawitacyjna systemów z powłokami TiN

Czytaj za darmo! »

Powłoki TiN należą do powłok znajdujących szerokie zastosowanie w przemyśle, głównie jako pokrycia na elementy pracujące w złączach tarciowych, ze względu na dużą twardość i mały współczynnik tarcia. Podstawową fazą powłok TiN wytwarzanych metodami PVD, gdy zawartość azotu przekracza 35% at., jest regularna faza δ-TiNx, przy czym indeks x może przyjmować wartości z zakresu 0,7÷1,63. Własności mechaniczne tych powłok zależą od składu chemicznego [1], a także od parametrów osadzania [2÷4]. Badania rentgenowskie [2, 3, 5] wykazały, że niezależnie od parametrów osadzania powłoki TiN wytwarzane metodą katodowego osadzania łukowego ARC PVD mają strukturę nanokrystaliczną regularnej fazy δ-TiN o dominującej orientacji krystalograficznej (111). Obserwacje na mikroskopie TEM wykazały, że powłoki TiN mają gęsto upakowaną włóknistą/kolumnową strukturę ziaren [6] o wielkości ziaren zależnej od parametrów osadzania [1÷3]. Badania wytrzymałości zmęczeniowej wykazały pozytywny efekt nałożenia tych powłok na stal 316 [7]. Wzrost wytrzymałości zmęczeniowej wyniósł około 20% w przypadku osadzenia powłok TiN o grubości 3 μm, a 10% wzrost w przypadku osadzenia powłok o grubości 5 i 7 μm [7]. Zatem wzrost grubości powłok TiN osłabił pozytywny efekt ich osadzenia. Pozytywny efekt osadzenia powłok TiN odnotowano również podczas badań odporności kawitacyjnej, chociaż wszelkie defekty struktury powłok, np. mikrokrople powstałe w trakcie osadzania powłok metodą ARC PVD były miejscami inicjacji mikropęknięć i przyczyniały się do redukcji okresu inkubacji [8]. Z drugiej strony, w pracy [3] wykazano, że nieodpowiednio dobrane parametry osadzania mogą przyczynić się do uzyskania sztywnych powłok TiN o małej adhezji, które w warunkach niszczenia kawitacyjnego ulegały kruchemu pękaniu bezpośrednio po rozpoczęciu testu kawitacyjnego i przyspieszały erozję całego systemu. W pracy [9] wykazano, że wzrost twardości podłoża wzmacnia pozytywny[...]

Degradacja powłok CrN osadzonych na stalowe podłoża w warunkach oddziaływania kawitacji

Czytaj za darmo! »

Niszczenie kawitacyjne (erozja kawitacyjna) polega na degradacji materiału w wyniku implozji pęcherzyków kawitacyjnych znajdujących się w bezpośredniej styczności lub w pobliżu ciała stałego. Pęcherzyki kawitacyjne, zanikając, tworzą falę uderzeniową poruszającą się z prędkością dźwięku [1], mikrostrumień cieczy, który uderza ciało stałe z prędkością przekraczającą 100 m/s [2], a według pracy [3] nawet z prędkością 600 m/s. Wewnątrz pęcherzyków w ostatnim stadium zaniku jest generowane ciepło, tak że temperatura wewnątrz pęcherzyka osiąga wartość około 5000 K [4]. Można zatem przyjąć, że zanik pojedynczego pęcherzyka kawitacyjnego jest pewnego rodzaju mikroeksplozją, a materiał ulega degradacji w wyniku bardzo wielu mikroekspolzji w jego otoczeniu. Pomiary impulsów kawitacyjnych [5] ujawniły bardzo duży rozrzut amplitudy i liczby rejestrowanych impulsów zależny od prędkości przepływu cieczy na stanowisku badawczym oraz od zastosowanego czujnika pomiarowego. Wykazano [5], że liczba impulsów rejestrowanych w ciągu 1 s wahała się od około 200 do około 2000, a amplituda od 2000 kPa do 38 000 kPa. Umocnienie warstwy wierzchniej, względnie nakładanie warstw ochronnych są znaną metodą zwiększania wytrzymałości i żywotności elementów konstrukcyjnych. Większość powłok jest nakładana w celu ochrony przed korozją, wysoką temperaturą lub zużyciem tribologicznym. Jednym z rozwiązań jest zastosowanie powłok CrN charakteryzujących się dużą twardością ok. 20 GPa [6, 7], małym współczynnikiem tarcia [8], odpornością na utlenianie do 750°C [9] oraz dobrą odpornością korozyjną [10], przy czym ich właściwości ściśle zależą od parametrów osadzania. Badania odporności kawitacyjnej wykazały, że powłoki CrN mają dobre właściwości ochronne na tego typu niszczenie zarówno w słodkiej wodzie, jak i w wodzie morskiej [7, 11]. W literaturze brak jest oceny wpływu grubości powłok CrN na niszczenie kawitacyjne lub zmęczeniowe. W pracy [12] dotyczącej powłok[...]

Prediction of abrasion performance of metal alloys

Czytaj za darmo! »

Abrasion erosion process is a major concern in pumps for slurry handling or may occasionally occur during hydroturbines operation cycle and frequently is accompanied by other mass loss processes as corrosion or cavitation erosion. Therefore, the problem of significant importance is a reasonable selection of the construction materials [1]. A morphology of solid surface damaged due to abrasion loading depends on the structure and properties of the erodent particles, the resultant vector of their velocity and the properties of the material. When quasi-equillibrium conditions of the process are achieved, the average parameters of solid surface morphology are preserved unvariable. An effectiveness of the abrasion erosion depends on the kinetics energy of the erodent particles [2, 3], whereby the portion of the energy transferred to solid body relates to the normal component of the erodent velocity. The tangent component of the velocity is responsible for the friction and detachment of asperities. The most efficient erosion of elastoplastic materials occurs if the thrust angle of the erodent particles belongs to the range (30°, 50°) [2, 4]. There is an optimal density of the erodent particles as regard to the process rate [2, 4, 5]. In case of abrasion of metal alloys, the processes of short cracks generation and development play the crucial role. Dimensions of microcracks generated depend on the grain size, its bias to plastic deformations and the rate of plastic zones formation, as well as probability of the structural barriers occurrence [6]. Formulation of the problem Erosive wear processes of complex nature may be handled by robust simulation procedures, e.g. [7] or using a probabilistic description corresponding to its stochastic nature [8]. In the latter case the prediction of abrasion erosion efficiency is possible if values of parameters of the model formulas, dependent on the material strength parameters are known. An indi[...]

Osadzanie warstw Al2O3 metodą rozpylania ektrohydrodynamicznego

Czytaj za darmo! »

Rozpylanie elektrohydrodynamiczne (EHD - electrohydrodynamic deposition), elektrorozpylanie, jest procesem atomizacji cieczy za pomocą sił elektrycznych bez udziału innych mechanicznych źródeł energii potrzebnych do rozdrobnienia cieczy. Dysza rozpylacza elektrohydrodynamicznego wykonana najczęściej w postaci kapilary o średnicy wewnętrznej mniejszej od 1 mm, jest podłączona do zasilacza wysokiego napięcia. Na strugę cieczy wypływającej z kapilary działają zarówno siły masowe: siła bezwładności, siła grawitacji Fg, siła oporu ośrodka (gazu) Fh i siła pochodząca od pola elektrycznego, Fe, jak i naprężenia styczne i normalne oddziałujące na powierzchnię strugi: wynikające z różnicy ciśnień po obu stronach powierzchni międzyfazowej, [...]

 Strona 1