Politechnika Politechnika Koszalińska

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Politechnika Politechnika Koszalińska"

Michał Andrzejewski
7 lat temu
Przeglądów:

1 Politechnika Politechnika Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Technik Próżniowych NOWE MATERIAŁY NOWE TECHNOLOGIE W PRZEMYŚLE OKRĘTOWYM I MASZYNOWYM IIM ZUT Szczecin, maja 2012, Międzyzdroje Kopenhaga POIG - Hybrydowe technologie modyfikacji powierzchni narzędzi do obróbki drewna

Politechnika Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Technik Próżniowych Wpływ napięcia polaryzacji podłoża na właściwości powłok CrN i CrCN otrzymanych

2 Politechnika Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Technik Próżniowych Wpływ napięcia polaryzacji podłoża na właściwości powłok CrN i CrCN otrzymanych metodą katodowego odparowania łukowego Bogdan Warcholiński, Adam Gilewicz POIG - Hybrydowe technologie modyfikacji powierzchni narzędzi do obróbki drewna

3 Politechnika Odparowanie łukowe Właściwości fizyczne wyładowania łukowego: - wysoka jonizacja plazmy ( %), - wyładowanie w parach materiału katody, - ciśnienie Pa, - obecność wielokrotnie zjonizowanych jonów, - wysokie energie jonów ( ev). Właściwości cienkich powłok wytworzonych z wykorzystaniem wyładowania łukowego: - wysoka gęstość i jakość poprzez znaczną redukcję defektów, - możliwość wykonywania zarówno warstw czystego metalu, jak również związków chemicznych, np. azotki, tlenki, węgliki. - możliwość nakładania powłok na powierzchnie o różnych kształtach, - wysoka wydajność nakładania powłok.

4 Politechnika Charakterystyka powłok CrN niski wskaźnik zużycia, wysoka odporność na korozję CrC dobra odporność na pękanie i wykruszanie, właściwości zbliżone do CrN lecz niższa przyczepność powłoki do podłoża CrCN łączy właściwości CrN i CrC, charakteryzuje się wyższą twardością, odpornością korozyjną i na zużycie, a także niższym współczynnikiem tarcia

5 Intensywność względna [a.u.] Intensywność względna [j.u.] Politechnika Charakterystyka powłok CrN i CrCN Fe (110) CrN (111) Cr 2 N (111) Fe (200) CrN (200) Cr 2 N (300) CrN (220) CrN (311) Fe (110) CrN (111) Fe (200) CrN (200) Fe (211) CrN (220) CrN (311) V V V -200 V V -200 V V V V V -10 V V -70 V -10 V [ 0 ] 2 [ 0 ]

6 Politechnika Charakterystyka powłok CrN i CrCN Skaningowy mikroskop elektronowy JEOL JSM 5500LV

7 Politechnika Charakterystyka powłok CrN i CrCN Skaningowy mikroskop elektronowy JEOL JSM 5500LV

8 Chropowatość Ra [ m] Politechnika Chropowatość powierzchni powłok CrN i CrCN 0,18 0,16 0,14 CrCN 0,12 0,10 0,08 0,06 CrN 0, Ujemne napięcie polaryzacji podłoża [V] Chropowatość powierzchni powłok wyznaczano stosując profilograf Hommel Werke T8000. Test prowadzono pięciokrotnie dla każdej z próbek.

9 Gęstość powierzchniowa makrocząstek [mm -2 ] Politechnika Rozkład makrocząstek na powierzchni powłok CrN i CrCN 2,0x10 4 powłoka CrN powłoka CrCN 1,5x10 4 1,0x10 4 5,0x10 3 0, Ujemne napięcie polaryzacji podłoża [V] Mikroskop metalograficzny Nikon Eclipse MA200 z oprogramowaniem Imaging Software NIS-Elements. Powierzchnie powłok rejestrowano przy tym samym powiększeniu (400x) kontraście i ostrości. Dla każdej próbki przeprowadzono pięć pomiarów.

10 Gęstość powierzchniowa makrocząstek [mm -2 ] Politechnika Rozkład makrocząstek na powierzchni powłok CrN i CrCN U B = -150 V CrN CrCN 0,00-0,25 0,25-0,50 0,50-0,75 0,75-1,00 1,00-1,25 1,25-1,50 1,50-1,75 1,75-2,00 Wielkość makrocząstek [ m] 2,00-2,25 2,25-2,50 2,50-2,75 2,75-3,00 Mikroskop metalograficzny Nikon Eclipse MA200 z oprogramowaniem Imaging Software NIS-Elements. Powierzchnie powłok rejestrowano przy tym samym powiększeniu (400x) kontraście i ostrości. Dla każdej próbki przeprowadzono pięć pomiarów.

11 Gęstość powierzchniowa makrocząstek [mm -2 ] Politechnika Rozkład makrocząstek na powierzchni powłok CrN i CrCN Wymiary makrocząstek: 0,25-0,50 m CrN CrCN Ujemne napięcie polaryzacji podłoża [V] Mikroskop metalograficzny Nikon Eclipse MA200 z oprogramowaniem Imaging Software NIS-Elements. Powierzchnie powłok rejestrowano przy tym samym powiększeniu (400x) kontraście i ostrości. Dla każdej próbki przeprowadzono pięć pomiarów.

12 Siła krytyczna Lc [N] Politechnika Przyczepność powłok CrN i CrCN do podłoża CrN CrCN Ujemne napięcie polaryzacji podłoża [V] Metoda rysy, Revetest@ CSEM Wgłębnik diamentowym typu C Rockwella, promień krzywizny 0,2 mm dv/dl - 10 mm/min dl/dl - 10 N/mm

13 Twardość [GPa] Politechnika Twardość powłok CrN i CrCN powłoka CrN powłoka CrCN Ujemne napięcie polaryzacji podłoża [V] Mikrotwardościomierz FISHERSCOPE HM2000 z oprogramowaniem WIN-HCU oraz z programowalnym stolikiem XY. Mikrotwardość wyznaczana z przemieszczenia wgłębnika przy założonej głębokości wnikania w powłokę równą 0,2 μm

14 10 H/E Politechnika H/E powłok CrN i CrCN 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 CrN CrCN 0,2 0, Ujemne napięcie polaryzacji podłoża [V] 14

15 Politechnika Podsumowanie Wzrost napięcia polaryzacji prowadzi do powstania fazy heksagonalnej Cr 2 N. Makrocząstki i kratery pozostałe po ich usunięciu z powierzchni zwiększają chropowatość powierzchni. Liczba makrocząstek na powierzchni jest związana z napięciem polaryzacji. Wzrost ujemnego napięcia polaryzacji powoduje zmniejszenie gęstości makrocząstek o podobnym rozkładzie wielkości dla obu rodzajów powłok. Przy niewielkich napięciach polaryzacji otrzymywane są powłoki o strukturze kolumnowej. Wzrost napięcia powoduje zmniejszenie wymiarów kolumn, a następnie tworzenie struktury drobnoziarnistej. Przyczepność do podłoża powłok CrN jest wysoka (95 N) i maleje ze wzrostem napięcia polaryzacji podłoża. Powłoki CrCN charakteryzują się niższą siłą krytyczną (~80 N), niezależną od napięcia polaryzacji podłoża. Powłoki CrN i CrCN formowane w przedziale napięć -150 do -200 V osiągają maksimum twardości 15

środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach

16 Politechnika Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Technik Próżniowych Dziękuję za uwagę Badania współfinansowane ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka, działanie

Podobne dokumenty

Promotor: prof. nadzw. dr hab. Jerzy Ratajski. Jarosław Rochowicz. Wydział Mechaniczny Politechnika Koszalińska

Promotor: prof. nadzw. dr hab. Jerzy Ratajski Jarosław Rochowicz Wydział Mechaniczny Politechnika Koszalińska Praca magisterska Wpływ napięcia podłoża na właściwości mechaniczne powłok CrCN nanoszonych