Wyniki 1-4 spośród 4 dla zapytania: authorDesc:"AGNIESZKA TWARDOWSKA"

Charakterystyka powłok Ti-Si-C formowanych metodą IBAD na stali 316L

Czytaj za darmo! »

Wytwarzanie twardych powłok ochronnych jest sprawdzoną, efektywną metodą zwiększania trwałości i żywotności narzędzi. Powłoki o wymaganej kombinacji właściwości fizykochemicznych mogą być otrzymywane jako wielofazowe jednowarstwowe lub wielowarstwowe. W obu przypadkach skład i udział objętościowy faz, a w przypadku powłok wielowarstwowych również sekwencja warstw, mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia powłoce jako całości wymaganych właściwości użytkowych. Fazy należące do układu Ti-Si-C stanowią przedmiot licznych badań, które w odniesieniu do faz podwójnych (SiC, TiC) zaowocowały aplikacjami w wielu dziedzinach przemysłu, ze względu na stabilność termodynamiczną oraz atrakcyjne właściwości fizykochemiczne. Wśród faz potrójnych z tego układu szczególnie atrakcyjnym tworzywem jest węglik tytanowo-krzemowy Ti3SiC2, ze względu na warstwową strukturę krystaliczną (heksagonalną, grupa przestrzenna P63/mmc) oraz związaną z nią niezwykłą kombinacją właściwości fizykochemicznych [1÷3]. Węglik ten, określany w literaturze jako termodynamicznie stabilny nanolaminat, czy plastyczna ceramika, zaliczany jest do faz H (Hägga), inaczej określanych jako fazy Novotnego lub fazy MAX. Grupa ta obejmuje obecnie ponad 50 związków, których stechiometrię oznacza się wzorem ogólnym Mn+1AXn, gdzie M - oznacza metal z grupy przejściowej, A - pierwiastek grupy A, głównie IIIA lub IVA, X - oznacza C lub N, n = 1, 2 lub 3 [1, 2].. Węglik tytanowokrzemowy, najlepiej poznany związek z grupy faz MAX, wykazuje właściwości typowe dla tworzyw ceramicznych, ale jednocześnie cechuje się dobrym przewodnictwem cieplnym i elektrycznym, odpornością na szoki termiczne, wysokim jak na tworzywa ceramiczne współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, mikroplastycznością, możliwością obróbki mechanicznej, tj. właściwościami typowymi dla tworzyw metalicznych. W aspekcie projektowania powłok wielowarstwowych, zespół właściwości cechujących Ti3SiC2 stanowi o jego atrakcyjn[...]

Naprężenia własne w stali AISI 316L po uformowaniu powłok Ti-B/Ti-Si-C metodami IBAD oraz PLD

Czytaj za darmo! »

Efektywną i sprawdzoną metodą zwiększania trwałości i żywotności narzędzi jest formowanie na ich powierzchni powłok. Diborek tytanu TiB2 jest materiałem ceramicznym o dużej twardości 3000 HV, module Younga 560 GPa, wysokiej temperaturze topnienia 3225°C i odpornym na korozję do 1400°C [2], co czyni go atrakcyjnym dla wielu zastosowań, głównie dla przemysłu narzędziowego i maszynowego. Powłoki TiB2 formowane w procesach osadzania z pary PVD [3] czy CVD [4] charakteryzują się dużą wartością naprężeń własnych, co powoduje ich małą odporność na kruche pękanie. Aby ograniczyć to zjawisko wytwarza się powłoki złożone zbudowane np. z warstwy TiB2 oraz warstwy materiału o większej plastyczności, np. tytanu [4], który umożliwi relaksację naprężeń własnych i ograniczy propagację pęknięć. Węglik tytanowo- krzemowy Ti3SiC2 spełnia te wymagania, ponieważ jest odporny na szoki termiczne, dobrze przewodzi ciepło i prąd, charakteryzuje się dużym jak na tworzywa ceramiczne współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, a także wykazuje zdolność do tłumienia drgań i mikroplastyczność [4÷6]. Węglik ten jest otrzymywany w postaci cienkich warstw metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej (CVD) [7]. W tej metodzie temperatura podłoża przekracza 700°C i dlatego dla umożliwienia stosowania podłoży metalicznych prowadzone są badania nad formowaniem tego węglika metodami PVD w niskiej temperaturze [3]. Celem badań podjętych w prezentowanej pracy było wytworzenie cienkich powłok typu Ti-B/Ti-Si-C na podłożu ze stali AISI 316L metodami ablacji laserowej PLD (Pulsed Laser Deposition) i IBAD (Ion Beam Assisted Deposition) oraz określenie ich składu fazowego i naprężeń własnych, które występują w podłożu po uformowaniu powłoki. METODYKA BADAWCZA Dwuwarstwowe powłoki Ti-B/Ti-Si-C wytworzono na podłożu ze stali austenitycznej AISI 316L (Fe, 0,02% C, 18% Cr, 10% Ni, 2% Mo) przygotowanym w formie płytek prostopadłościennych o wymiarach 12×15×2 mm, wyciętych z b[...]

Analiza stanu naprężeń w powłokach ceramicznych wielofazowych dwuwarstwowych otrzymywanych metodami PVD na podłożu metalicznym

Czytaj za darmo! »

Dwuborek tytanu TiB2 jest materiałem ceramicznym, którego zespół właściwości (duża twardość, wysoka temperatura topnienia i odporność korozyjna) jest atrakcyjny m.in. jako potencjalny materiał na narzędzia skrawające czy powłoki przeciwzużyciowe [1, 2]. Powłoki lub warstwy z TiB2 można nakładać z fazy gazowej zarówno metodami chemicznymi CVD (Chemical Vapour Deposition) [3], jak i fizycznymi PVD (Physical Vapour Deposition) [2]. w powłokach TiB2 nakładanych zwłaszcza metodami PVD poziom naprężeń własnych jest wysoki i może osiągać -10 GPa [4], co przy zazwyczaj niezadowalającej adhezji powłok otrzymywanych tymi metodami, nawet po dokładnym oczyszczaniu powierzchni podłoża [5], stanowi poważne ograniczenie w ich stosowaniu. Dla przezwyciężenia tych problemów są podejmowane próby wytworzenia powłok złożonych (dwu- i wielowarstwowych), w których dwuborek tytanu jest powiązany z materiałem miękkim i plastycznym, np. z tytanem [4] czy węglem [2]. Podobną rolę w powłokach złożonych z TiB2 może spełniać węglik tytanowo-krzemowy Ti3SiC2 ze względu na zdolność do relaksacji naprężeń wewnętrznych oraz nietypowe właściwości fizyczne i mechaniczne, stawiające ten związek pomiędzy typową ceramiką a materiałami metalicznymi [6÷8]. Węglik tytanowo-krzemowy to najlepiej poznany związek reprezentujący grupę faz tzw. MAX (tj. związków o stechiometrii zapisywanej jako Mn + 1AXn, gdzie M oznacza metal grupy przejściowej III-VI, A metal grupy głównej, X węgiel lub azot, n = 1, 2, 3), którym poświęcono w ostatnich latach wiele uwagi. Węglik Ti3SiC2 może być otrzymywany w postaci cienkich warstw i powłok, głównie metodami CVD [9]. W przypadku metod PVD proces wymaga stosowania temperatury podłoża przekraczającej 700°C [7, 8, 10, 11]. Rodzaj i wielkość naprężeń własnych w powłoce zależą od wielu parametrów, wśród których najważniejsze znaczenie mają materiał powłoki i podłoża oraz rodzaj i parametry procesu nakładania. Znajomość makronaprężeń występu[...]

FUNCTIONAL COATINGS BASED ON Ti-Si-C AND Ti-B SYSTEMS DEPOSITED BY PLD DOI:10.15199/67.2015.6.4


  Ti-B/Ti-Si-C bilayer coatings were deposited by pulsed laser deposition method on AISI 316L steel substrates, in vacuum at room temperature. Nanoindentation tests were performed to examine mechanical properties of coated and uncoated samples using diamond indenter of Berkovich-type geometry under load of 5 mN. The friction-wear performance of coated substrates was examined in scratch — test and pin-on-disk configuration under non-lubricated sliding conditions using a diamond Rockwell C-type pin as a counterpart. Chemical bonds in coatings were studied by Raman micro-spectroscopy, while coatings microstructure was examined by atomic force microscopy AFM, scanning electron microscopy SEM and transmission electron microscopy TEM methods. For TEM and high resolution TEM (HRTEM) examinations, thin foils were cut perpendicularly to the substrate surface by focused ion beam FIB method using Ga+ ions. The laser wavelength and energy density of laser beam were the most important parameters of PLD process and proved to be essential for the microstructure and properties of the coatings. The Ti-Si-C layers deposited by PLD method were amorphous or almost amorphous with rarely distributed nanoparticles of TiSi2. Ti-B layers were amorphous or composed by TiB2 nanoparticles (nc-TiB2), embedded in amorphous Ti-B matrix (a-TiB). The friction coefficient of AISI steel substrates coated by Ti-B/Ti-Si-C was 0.22, i.e. one fourth of that for uncoated steel substrate (0.8). The wear mechanism of produced coatings was of abrasive type. Keywords: PVD, coating, pulsed laser deposition, microstructure, mechanical properties, Raman spectroscopy POWŁOKI FUNKCJONALNE OTRZYMYWANE METODĄ ABLACJI LASEROWEJ W UKŁADACH Ti-Si-C I Ti-B Powłoki dwuwarstwowe Ti-B/Ti-Si-C zostały nałożone metodą ablacji laserowej PLD na p odłoża ze stali A ISI 3 16. P roces prowadzono w próżni 10-2 Pa, w temperaturze pokojowej. Testy nakłucia wykonywano w celu zbadania właściwości mechan[...]

 Strona 1