5. Podsumowanie i wnioski



Podobne dokumenty
8. Przykłady wyników modelowania własno ci badanych stopów Mg-Al-Zn z wykorzystaniem narz dzi sztucznej inteligencji

2. Przesłanki teoretyczne podj cia tematyki badawczej

12. Wyznaczenie relacji diagnostycznej oceny stanu wytrzymało ci badanych materiałów kompozytowych

4. Wyniki bada oraz ich dyskusja

TEORETYCZNA FORMUŁA WYZNACZANIA ODPORNO CI TEKTURY NA ZGNIATANIE KRAW DZIOWE

GENERALNY INSPEKTOR OCHRONY DANYCH OSOBOWYCH

6. Projektowanie składu chemicznego stali szybkotn cych o wymaganej twardo ci i odporno ci na p kanie

8. Podsumowanie. W. Sitek

7. Symulacje komputerowe z wykorzystaniem opracowanych modeli

SZCZEGÓŁOWE SPECYFIKACJE TECHNICZNE SST RECYKLING

Prezentacja dotycząca sytuacji kobiet w regionie Kalabria (Włochy)

ZAANGA OWANIE PRACOWNIKÓW W PROJEKTY INFORMATYCZNE

D FREZOWANIE NAWIERZCHNI ASFALTOWYCH NA ZIMNO 1. WST P MATERIA Y SPRZ T TRANSPORT WYKONANIE ROBÓT...

wzór Załącznik nr 5 do SIWZ UMOWA Nr /

Harmonogramowanie projektów Zarządzanie czasem

GENERALNY INSPEKTOR OCHRONY DANYCH OSOBOWYCH

POSTĘP TECHNOLOGICZNY A STRUKTURA CZASU PRACY, KOSZTY I EFEKTYWNOŚĆ NAKŁADÓW W TRANSPORCIE WARZYW

Waldemar Kwaśny Prognozowanie własności powłok PVD i CVD na podstawie wielkości fraktalnych opisujących ich powierzchnie

Jakie są te obowiązki wg MSR 41 i MSR 1, a jakie są w tym względzie wymagania ustawy o rachunkowości?

UCHWAŁA NR XIV/ /16 RADY GMINY STARE BABICE. z dnia 28 stycznia 2016 r.

Postanowienia ogólne. Usługodawcy oraz prawa do Witryn internetowych lub Aplikacji internetowych

Umowa nr. mającym siedzibę. NIP: REGON.. zwanym w dalszej części umowy Wykonawcą, którego reprezentuje:

UMOWA nr CSIOZ/ /2016

WYMAGANIA EDUKACYJNE SPOSOBY SPRAWDZANIA POSTĘPÓW UCZNIÓW WARUNKI I TRYB UZYSKANIA WYŻSZEJ NIŻ PRZEWIDYWANA OCENY ŚRÓDROCZNEJ I ROCZNEJ

Automatyczne przetwarzanie recenzji konsumenckich dla oceny użyteczności produktów i usług

warsztató OMNM ar n medk oafał ptaszewskii mgr goanna tieczorekjmowiertowskai mgr Agnieszka jarkiewicz

Olsztyn, dnia 30 lipca 2014 r. Poz UCHWAŁA NR LIII/329/2014 RADY GMINY JONKOWO. z dnia 26 czerwca 2014 r.

Procedura weryfikacji badania czasu przebiegu 1 paczek pocztowych

Załącznik nr 3 do Stanowiska nr 2/2/2016 WRDS w Katowicach z r.

PREFABRYKOWANE STUDNIE OPUSZCZANE Z ŻELBETU ŚREDNICACH NOMINALNYCH DN1500, DN2000, DN2500, DN3200 wg EN 1917 i DIN V

Aneks nr 8 z dnia r. do Regulaminu Świadczenia Krajowych Usług Przewozu Drogowego Przesyłek Towarowych przez Raben Polska sp. z o.o.

z dnia r. Projekt

3. Teza, cel i zakres pracy

11.1. Zale no ć pr dko ci propagacji fali ultrad wi kowej od czasu starzenia

I. Minimalne wymagania. Tool Form s.c. Jacek Sajan, Piotr Adamiak. ul. Pafalu 11, Świdnica, NIP:

JĘZYK ROSYJSKI POZIOM ROZSZERZONY

Numer ogłoszenia: ; data zamieszczenia: OGŁOSZENIE O ZAMÓWIENIU - usługi

SPECYFIKACJA ISTOTNYCH WARUNKÓW ZAMÓWIENIA

ZP Obsługa bankowa budżetu Miasta Rzeszowa i jednostek organizacyjnych

KLAUZULE ARBITRAŻOWE

STRUKTURA, WŁASNOŚCI ORAZ CHARAKTERYSTYKA FRAKTALNA POWŁOK UZYSKANYCH W MAGNETRONOWYM PROCESIE PVD

Zarządzanie projektami. wykład 1 dr inż. Agata Klaus-Rosińska

PROCEDURA OCENY RYZYKA ZAWODOWEGO. w Urzędzie Gminy Mściwojów

4.3. Warunki życia Katarzyna Gorczyca

BEZPIECZE STWO SYSTEMU CZŁOWIEK-POJAZD-OTOCZENIE (C-P-O) W RUCHU DROGOWYM

RAPORT Z EWALUACJI WEWNĘTRZNEJ. w Poradni Psychologiczno-Pedagogicznej w Bełżycach. w roku szkolnym 2013/2014

SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH D

Klasyfikacja i oznakowanie substancji chemicznych i ich mieszanin. Dominika Sowa

3 4 5 Zasady udzielania urlopów 6 7 8

I. 1) NAZWA I ADRES: Centrum Pediatrii im. Jana Pawła II w Sosnowcu Spółka z ograniczoną

I. INFORMACJA O KOMITECIE AUDYTU. Podstawa prawna dzialania Komitetu Audytu

PRZEDMIOTOWY SYSTEM OCENIANIA ETYKA: LICEUM OGÓLNOKSZTAŁCĄCE

6. Podsumowanie i wnioski

Komunikat 16 z dnia dotyczący aktualnej sytuacji agrotechnicznej

Strategia rozwoju kariery zawodowej - Twój scenariusz (program nagrania).

PARLAMENT EUROPEJSKI Komisja Rolnictwa i Rozwoju Wsi. dla Komisji Rynku Wewnętrznego i Ochrony Konsumentów

UMOWA NR w sprawie: przyznania środków Krajowego Funduszu Szkoleniowego (KFS)

Krótkoterminowe planowanie finansowe na przykładzie przedsiębiorstw z branży 42

SPRAWOZDANIE Z REALIZACJI XXXII BADAŃ BIEGŁOŚCI I BADAŃ PORÓWNAWCZYCH HAŁASU W ŚRODOWISKU Warszawa kwiecień 2012r.

UCHWAŁA NR.../.../2015 RADY MIASTA PUŁAWY. z dnia r.

UCHWAŁA NR XIV/94/2015 RADY MIEJSKIEJ W SĘDZISZOWIE. z dnia 27 listopada 2015 r.

Ogólnopolska konferencja Świadectwa charakterystyki energetycznej dla budynków komunalnych. Oświetlenie publiczne. Kraków, 27 września 2010 r.

PRAWA ZACHOWANIA. Podstawowe terminy. Cia a tworz ce uk ad mechaniczny oddzia ywuj mi dzy sob i z cia ami nie nale cymi do uk adu za pomoc

EGZAMIN MATURALNY 2013 J ZYK ROSYJSKI

Podstawowe pojęcia: Populacja. Populacja skończona zawiera skończoną liczbę jednostek statystycznych

Lublin, dnia 15 lutego 2016 r. Poz. 765 UCHWAŁA NR XI/103/2016 RADY POWIATU ŁUKOWSKIEGO. z dnia 28 stycznia 2016 r.

UMOWA NR.. NA DOSTAWĘ MATERIAŁÓW EKSPLOATACYJNYCH DO DRUKAREK I URZĄDZEŃ WIELOFUNKCYJNYCH

Liczba stron: 3. Prosimy o niezwłoczne potwierdzenie faktu otrzymania niniejszego pisma.

KLASYFIKACJI I BUDOWY STATKÓW MORSKICH

Regulamin Obrad Walnego Zebrania Członków Stowarzyszenia Lokalna Grupa Działania Ziemia Bielska

Sprawdź, jak obliczyć kwotę wolną od potrąceń w 2009 r.

ZAGADNIENIA PODATKOWE W BRANŻY ENERGETYCZNEJ - VAT

REGULAMIN ZADANIA KONKURENCJI CASE STUDY V OGOLNOPOLSKIEGO KONKURSU BEST EGINEERING COMPETITION 2011

Obróbka powierzchni materia ów in ynierskich

ZAPYTANIE OFERTOWE NR 1

1 Przedmiot Umowy 1. Przedmiotem umowy jest sukcesywna dostawa: publikacji książkowych i nutowych wydanych przez. (dalej zwanych: Publikacjami).

R E G U L A M I N FINANSOWANIA PRAC REMONTOWYCH REALIZOWANYCH W POSZCZEGÓLNYCH NIERUCHOMOŚCIACH / BUDYNKACH/ ŚRODKAMI WSPÓLNYMI SPÓŁDZIELNI

OCENA SYTUACJI SPÓŁKI W ROKU 2007

NOWELIZACJA USTAWY PRAWO O STOWARZYSZENIACH

UCHWAŁA Nr III/7/2010 Rady Miejskiej w Górze Kalwarii z dnia 30 grudnia 2010 r.

POWIATOWY URZĄD PRACY

Termostaty V2, V4 i V8 Regulatory temperatury bezpo redniego działania F CHARAKTERYSTYKA:

USTAWA. z dnia 26 czerwca 1974 r. Kodeks pracy. 1) (tekst jednolity)

Paweł Selera, Prawo do odliczenia i zwrotu podatku naliczonego w VAT, Wolters Kluwer S.A., Warszawa 2014, ss. 372

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego

PROGRAM ZAPEWNIENIA I POPRAWY JAKOŚCI AUDYTU WEWNĘTRZNEGO

Sprawozdanie z działalności Rady Nadzorczej TESGAS S.A. w 2008 roku.

TECHNOLOGICZNOŚĆ WYPRASEK

Słupsk, dnia r. Zapytanie ofertowe:

PROCEDURY UDZIELANIA ZAMÓWIEŃ PUBLICZNYCH w Powiatowym Urzędzie Pracy w Pile

Przedmiotowy system oceniania z przedmiotu wiedza o społeczeństwie Publicznego Gimnazjum Sióstr Urszulanek UR we Wrocławiu w roku szkolnym 2015/2016

REGULAMIN UDZIELANIA ZAMÓWIEŃ PUBLICZNYCH

Statut Stowarzyszenia SPIN

4. Korozja elektrochemiczna amorficznych i nanokrystalicznych stopów Fe 78 Si 9 B 13 oraz Fe 73,5 Si 13,5 B 9 Nb 3 Cu 1

NajwyŜsza Izba Kontroli Delegatura w Bydgoszczy WYSTĄPIENIE POKONTROLNE. Bydgoszcz, dnia kwietnia 2010 r.

Umowy o pracę zawarte na czas określony od 22 lutego 2016 r.

PROGRAM NR 2(4)/T/2014 WSPIERANIE AKTYWNOŚCI MIĘDZYNARODOWEJ

Lublin, dnia 16 lutego 2016 r. Poz. 775 UCHWAŁA NR XIV/120/16 RADY GMINY MIĘDZYRZEC PODLASKI. z dnia 29 stycznia 2016 r.

MIÊDZYNARODOWY STANDARD REWIZJI FINANSOWEJ 520 PROCEDURY ANALITYCZNE SPIS TREŒCI

Ewidencjonowanie nieruchomości. W Sejmie oceniają działania starostów i prezydentów

Transkrypt:

5. Podsumowanie i wnioski Prace [36-38], przedstawiaj ce modele stref strukturalnych powłok, wskazuj na fakt, e struktura i topografia powierzchni powłok decyduje o ich własno ciach mechanicznych i wytrzymało ciowych, a w konsekwencji o odporno ci na zu ycie. Wykorzystanie nowoczesnych technik badawczych, w szczególno ci skaningowej mikroskopii elektronowej [130-132] i mikroskopii sił atomowych [107, 108, 134], umo liwia obserwacj powierzchni powłok uzyskiwanych na materiałach narz dziowych z rozdzielczo ci atomow, jednak w dalszym ci gu wyniki te s wykorzystywane jedynie w ograniczonym zakresie. Geometria fraktalna stanowi warto ciowe uzupełnienie metod analizy wyników uzyskanych z wykorzystaniem mikroskopii sił atomowych [79, 126, 135-137], umo liwiaj c uzyskiwanie ilo ciowych informacji charakteryzuj cych topografi badanych materiałów. W doniesieniach literaturowych wskazuje si na liczne zwi zki pomi dzy wielko ciami fraktalnymi oraz chropowato ci [138-140] i warunkami otrzymywania [127, 141, 142] wielu materiałów in ynierskich, co stanowiło przesłanki do podj cia bada, których celem było zastosowanie analizy ilo ciowej topografii powierzchni powłok uzyskiwanych w procesach PVD i CVD na materiałach narz dziowych do prognozowania ich własno ci. Pierwszym etapem rozwi zania tak postawionego problemu było kompleksowe scharakteryzowanie topografii powłok oraz struktury, która wpływa na kształt powierzchni analizowanych obiektów. Materiał do bada stanowiły jedno- i wielowarstwowe, jednoi wieloskładnikowe powłoki uzyskane w magnetronowym i łukowym procesie PVD oraz wysokotemperaturowym procesie CVD na materiałach narz dziowych. Dobór powłok, reprezentatywnych pod wzgl dem rodzajów i warunków procesów osadzania, typów materiału podło y oraz składu chemicznego i fazowego, a tak e kombinacji zastosowanych warstw, zapewnił zró nicowanie topografii ich powierzchni oraz własno ci mechanicznych i u ytkowych. Topografi powierzchni analizowanych powłok zbadano z wykorzystaniem mikroskopii skaningowej SEM oraz oddziaływa mi dzyatomowych AFM. Ponadto, wykonano badania składu chemicznego i fazowego oraz tekstury, potwierdzaj ce, e czynniki te wpływaj na topografi 118 W. Kwa ny

powłok uzyskiwanych w procesach PVD i CVD. Wykonano równie pomiary własno ci mechanicznych i eksploatacyjnych w celu okre lenia ich zwi zku z topografi powłok. Wyniki pomiarów chropowato ci analizowanych powłok okre lonej przez parametr R a wykazały istotn ró nic w zale no ci od zastosowanego procesu nanoszenia. Powłoki uzyskane w magnetronowym procesie PVD charakteryzuj si ni sz warto ci chropowato ci R a ni powłoki uzyskane technik CVD oraz w łukowym procesie PVD. Nisk warto ć chropowato ci powłok uzyskanych w magnetronowym procesie PVD mo na wi zać z kształtem topografii ich powierzchni, zawieraj cych jednorodne pod wzgl dem rozmiaru drobne nierówno ci, co potwierdziły obserwacje wykonane technik SEM. Na wzrost chropowato ci w przypadku pozostałych procesów osadzania wpływa wyst powanie, obok drobnych, równie znacznie wi kszych nierówno ci. Wyj tek w grupie powłok o du ej chropowato ci stanowi powłoki uzyskane w wysokotemperaturowym procesie CVD, gdy warstwa zewn trzna była wykonana z Al 2 O 3. Na ich powierzchni zaobserwowano głównie du e ziarna w kształcie wielo cianów, co odnotowano tak e w innych pracach [130-133]. W zakresie analiz tekstury liczne opracowania [23, 24, 98, 133, 143-145] przedstawiaj wpływ warunków nanoszenia na uprzywilejowany kierunek wzrostu powłok uzyskiwanych w procesach PVD i CVD oraz ich zwi zek z własno ciami mechanicznymi. W pracach tych jednak ograniczono si do jako ciowej oceny tekstury, nie przeprowadzaj c ilo ciowych analiz daj cych mo liwo ć okre lenia wpływu udziału wyró nionej składowej na własno ci mechaniczne. W prezentowanej pracy wykonano pełn analiz funkcji rozkładu orientacji (FRO) dla powłok uzyskanych w magnetronowym procesie PVD, przeprowadzaj c jako ciow i ilo ciow analiz tekstury. Badania rentgenowskie wykazały, w przypadku powłok uzyskanych w magnetronowym procesie PVD, uprzywilejowan <110> orientacj ich wzrostu zró nicowan pod wzgl dem udziałów obj to ciowych zidentyfikowanych składowych tekstury. Analiza figur biegunowych powłok uzyskanych w wysokotemperaturowym procesie CVD oraz Ti(Al,N) w łukowym procesie PVD wykazała, e ich tekstura jest bardzo słaba. Pozostałe powłoki uzyskane w procesie łukowym, niezale nie od materiału podło a, charakteryzowały si płaszczyzn wzrostu z rodziny {111}. Pomiary napr e wewn trznych analizowanych przeciwzu yciowych powłok PVD i CVD wykonano powszechnie stosowan metod rentgenowsk sin 2 ψ [23, 95, 99, 100] oraz 119

5. Podsumowanie i wnioski opracowan w ostatnich latach multirefleksyjn metod g- sin 2 ψ [33, 91, 103, 104]. Porównanie obu metod oraz uzyskane rezultaty, zdaniem autora, wskazuj, e prawidłowy wybór techniki pomiaru napr e cienkich warstw nanoszonych na materiałach narz dziowych, daj cy mo liwo ć otrzymania wyników obarczonych mniejszym bł dem, uzale niony jest w głównej mierze od budowy krystalicznej powłok i ich tekstury oraz od kombinacji zastosowanych warstw i wykorzystanego materiału podło a. We wszystkich analizowanych próbkach wyst powały napr enia ciskaj ce. Najwy sze warto ci napr e wewn trznych stwierdzono dla powłok uzyskanych w magnetronowym procesie PVD, natomiast najni sze dla powłok otrzymanych w wysokotemperaturowym procesie CVD. Uzyskane warto ci pomiarów napr e badanych powłok w zale no ci od zastosowanego rodzaju procesu nanoszenia nie odbiegaj od danych przytaczanych w literaturze [22, 91, 132-134] i wykazuj cisły zwi zek z ich przyczepno ci do materiałów podło y. W niniejszej pracy przedstawiono ponadto zale no ci analityczne opisuj ce te korelacje. Przeprowadzone studium literaturowe wykazało wiele zastosowa geometrii fraktalnej w obszarze in ynierii materiałowej [59, 63, 66, 74, 75, 114, 115]. Jednym z wa niejszych zagadnie w tym zakresie jest opracowanie efektywnych i wiarygodnych algorytmów wyznaczania wielko ci fraktalnych [146-150], odpowiednich dla ró nych typów badanych materiałów i ich aplikacji. Autor niniejszego opracowania do wyznaczania wymiaru fraktalnego powierzchni powłok wykorzystał metod rzutowego pokrycia (ang. projective covering metod PCM), opracowan pierwotnie do wyznaczania wymiaru fraktalnego powierzchni skał [60], a nast pnie stosowan w badaniach i analizach ró norodnych materiałów in ynierskich [52, 112, 113, 116-120, 129], przy czym metoda ta dotychczas nie była wykorzystywana do opisu i charakterystyki powłok uzyskiwanych w procesach PVD i CVD. Do zalet metody PCM nale y mo liwo ć analizy wyników uzyskanych z nanometryczn rozdzielczo ci przy u yciu mikroskopu sił atomowych AFM oraz fakt, e wszystkie wymiary wykorzystywane w obliczeniach wyra ane s w tych samych jednostkach i nie wymagaj dodatkowego skalowania, co stanowi na przykład powa n wad analiz czasowych [151-153]. W opracowaniu szczegółowo przedstawiono zmodyfikowan metodyk wyznaczania wielko ci fraktalnych powierzchni metod PCM. Do przeanalizowania, a nast pnie zmodyfikowania stosowanej metody wyznaczania wymiaru fraktalnego skłoniło autora pojawianie si niepoprawnych, zawy onych warto ci wymiaru fraktalnego (D s >3), 120 W. Kwa ny

otrzymywanych w trakcie wykonywania analiz testowych. Poprawno ć skorygowanej metody wyznaczania wymiaru fraktalnego została nast pnie potwierdzona przy u yciu zestawów danych modeluj cych powierzchnie o zadanej warto ci wymiaru fraktalnego, wykorzystuj cych algorytmy losowego przemieszczenia rodka i Falconera [55]. W celu poszerzenia obszaru zastosowa geometrii fraktalnej równie do przypadków powierzchni, których poszczególne fragmenty s zró nicowane, a w szczególno ci o mo liwo ć oceny jednorodno ci topografii powierzchni uzyskiwanych w procesach PVD i CVD na materiałach narz dziowych, zastosowano analiz kształtu widma multifraktalnego. Stwierdzono, e wszystkie rozpatrywane powłoki, niezale nie od rodzaju procesu ich wytworzenia oraz zastosowanego materiału podło a, wykazuj fraktalny charakter powierzchni, ró ni c si zakresem fraktalno ci i wielko ciami opisuj cymi widmo multifraktalne. Uzyskane wyniki, okre laj ce wpływ warunków nanoszenia powłok na warto ć wielko ci fraktalnych powierzchni, s zgodne z wcze niejszymi doniesieniami literaturowymi [127, 141, 142, 154]. W szczególno ci potwierdzono zwi zek pomi dzy wymiarem fraktalnym i chropowato ci [139, 140, 142]. W pracach [126, 127, 130, 141, 155, 156] wskazano, e do opisu chropowato ci analizowanych powierzchni mo e zostać wykorzystana szeroko ć widma multifraktalnego α. Wykonane analizy i przedstawione w prezentowanej pracy wyniki nie potwierdziły tych doniesie. Dla badanych powierzchni powłok PVD i CVD uzyskanych na materiałach narz dziowych warto ć α nie korelowała z warto ci wymiaru fraktalnego D s ani z warto ci chropowato ci R 2D. Równocze nie stwierdzono, e jednorodno ć analizowanych obiektów wpływa w istotny sposób na szeroko ć widma α. Wykonane analizy (zarówno dla danych modelowych, jak i eksperymentalnych) wykazały, e widmo multifraktalne jednorodnych powierzchni o du ej warto ci wymiaru fraktalnego mo e być w sze od widma powierzchni o niskiej warto ci wymiaru, lecz mniej jednorodnego. Skrajnym przypadkiem jest powierzchnia monofraktalna, której widmo redukuje si do pojedynczego punktu. Z tego wzgl du, zdaniem autora, szeroko ć widma multifraktalnego nie mo e słu yć do charakteryzowania chropowato ci powierzchni. Uzasadnione natomiast jest porównywanie szeroko ci oraz innych warto ci opisuj cych kształt widm multifraktalnych powłok ró ni cych si jednym, wybranym czynnikiem ich uzyskania (np.: rodzajem powłok, temperatur lub czasem procesu, składem chemicznym lub materiałem podło a, na którym zostały wytworzone) w celu okre lenia jego wpływu na jednorodno ć analizowanych powierzchni. 121

5. Podsumowanie i wnioski W pracy przedstawiono obrazy topografii powierzchni powłok uzyskane przy u yciu mikroskopu AFM i przykłady zastosowania analizy fraktalnej i multifraktalnej do oceny: wpływu warunków osadzania na topografi powierzchni powłok (Ti,Al)(C,N) uzyskanych w magnetronowym procesie PVD na podło u ze spiekanej stali szybkotn cej PM HS6-5-3-8, wpływu rodzaju podło a na topografi powierzchni powłok TiN+multi(Ti,Al,Si)N+TiN uzyskanych w łukowym procesie PVD, wpływu rodzaju podło a i kombinacji zastosowanych warstw na topografi powierzchni powłok uzyskanych w wysokotemperaturowym procesie CVD, gdy warstwa zewn trzna wykonana była z Al 2 O 3. Warto ci wymiaru fraktalnego topografii powłok uzyskanych w magnetronowym procesie PVD skorelowano z mikrotwardo ci i odporno ci erozyjn, natomiast warto ci wymiaru fraktalnego topografii powłok uzyskanych w wysokotemperaturowym procesie CVD (na podło u z ceramiki Si 3 N 4 oraz gdy warstwa zewn trzna wykonana była z Al 2 O 3 ) i łukowym PVD ze wzrostem trwało ci ostrza okre lonym w te cie skrawno ci. Wykazano, e przedstawione zale no ci daj mo liwo ć prognozowania własno ci powłok uzyskiwanych w procesach PVD i CVD na materiałach narz dziowych na podstawie wielko ci fraktalnych opisuj cych ich powierzchni. Wykazanie istotnych korelacji pomi dzy wymiarami fraktalnymi opisuj cymi powierzchnie powłok a ich własno ciami mechanicznymi i/lub eksploatacyjnymi stanowi potwierdzenie tezy pracy. Na podstawie otrzymanych wyników bada eksperymentalnych oraz wykonanych analiz sformułowano nast puj ce wnioski: 1. Mo liwe jest prognozowanie twardo ci i odporno ci erozyjnej powłok uzyskanych w magnetronowym procesie PVD na podło u ze spiekanej stali szybkotn cej PM HS6-5-3-8 na podstawie warto ci powierzchniowego wymiaru fraktalnego D s topografii ich powierzchni. 2. W przypadku powłok uzyskanych w łukowym procesie PVD mo liwe jest prognozowanie własno ci eksploatacyjnych okre lanych w próbie skrawno ci, gdy warto ć ich powierzchniowego wymiaru fraktalnego D s <2,1. Dla powłok wykazuj cych wy sze warto ci D s prognozowanie własno ci u ytkowych na podstawie analizy fraktalnej topografii powierzchni obarczone jest du ym bł dem ze wzgl du na ich niejednorodno ć, okre lon przez wysok warto ć α>0,47. 122 W. Kwa ny

3. Dla powłok otrzymanych w wysokotemperaturowym procesie CVD mo liwe jest prognozowanie ich własno ci eksploatacyjnych na podstawie warto ci powierzchniowego wymiaru fraktalnego D s, w przypadku gdy warstwa zewn trzna wykonana była z Al 2 O 3 oraz dla powłok wytworzonych na podło u z ceramiki azotkowej Si 3 N 4. 4. Wzrost warto ci napr e ciskaj cych powoduje zwi kszenie przyczepno ci powłok do materiału podło a (niezale nie od rodzaju procesu ich uzyskania). 5. W pracy zasygnalizowano, e wa nym czynnikiem decyduj cym nie tylko o własno ciach mechanicznych i u ytkowych, ale tak e wpływaj cym na topografi powierzchni powłok uzyskiwanych w procesach PVD i CVD jest ich tekstura. Aspekt ten wymaga dalszych bada dla powłok wykazuj cych wyra ne ró nice pod wzgl dem rodzaju preferowanej orientacji ich wzrostu.

Prognozowanie własno ci powłok PVD i CVD na podstawie wielko ci fraktalnych opisuj cych ich powierzchnie Streszczenie Celem prezentowanej monografii było opracowanie metodyki daj cej mo liwo ć prognozowania własno ci powłok uzyskiwanych w procesach PVD i CVD na materiałach narz dziowych na podstawie wielko ci fraktalnych opisuj cych ich powierzchni. W sposób kompleksowy scharakteryzowano topografi badanych powłok oraz ich struktur, która wpływa na kształt powierzchni analizowanych obiektów. Okre lono wpływ rodzaju procesu i warunków nanoszenia na struktur i kształt topografii powierzchni oraz własno ci mechaniczne i eksploatacyjne uzyskanych powłok. Dobór powłok, reprezentatywnych pod wzgl dem rodzajów i warunków procesów osadzania, typów materiału podło y oraz składu chemicznego i fazowego, a tak e kombinacji zastosowanych warstw, zapewnił zró nicowanie topografii ich powierzchni oraz własno ci mechanicznych i u ytkowych. Opracowano i zweryfikowano metodyk charakterystyki i precyzyjnego opisu topografii powłok uzyskiwanych w procesach PVD i CVD na materiałach narz dziowych z wykorzystaniem geometrii fraktalnej i multifraktalnej na podstawie obrazów otrzymywanych z wykorzystaniem mikroskopu sił atomowych. Szczegółowo przedstawiono zmodyfikowan metodyk wyznaczania parametrów fraktalnych powierzchni metod rzutowego pokrycia (PCM). Ustalono korelacje pomi dzy wielko ciami fraktalnymi charakteryzuj cymi analizowane powierzchnie powłok PVD i CVD a ich własno ciami mechanicznymi i eksploatacyjnymi. Warto ci wymiaru fraktalnego topografii powłok uzyskanych w magnetronowym procesie PVD skorelowano z mikrotwardo ci i odporno ci erozyjn, natomiast warto ci wymiaru fraktalnego topografii powłok uzyskanych w wysokotemperaturowym procesie CVD (na podło u z ceramiki Si 3 N 4 oraz gdy warstwa zewn trzna wykonana była z Al 2 O 3 ) i łukowym PVD ze wzrostem trwało ci ostrza okre lonym w te cie skrawno ci. Wykazano, e przedstawione zale no ci daj mo liwo ć prognozowania własno ci powłok uzyskiwanych w procesach PVD i CVD na materiałach narz dziowych na podstawie wielko ci fraktalnych opisuj cych ich powierzchni. 137

Predicting properties of PVD and CVD coatings based on fractal quantities describing their surface Abstract The aim of the presented study is to establish a methodology elaboration, giving a possibility to predict properties of coatings reached in PVD and CVD processes on tool materials, based on fractal quantities describing their surface. Coatings topography and its structure which has an impact on a shape of analysed objects surface were characterised in a comprehensive way. Influence of a type of process and conditions of deposition over structure and shape of surface topography as well as mechanical and operational properties of the acquired coatings were determined. The coatings selection, representative in terms of types and conditions proceeding in deposition processes, types of substrates material as well as chemical and phase composition, and also a combination of applied layers provided diversity of their surface topography as well as mechanical and functional properties. Methodology for precise description of coatings topography acquired in PVD and CVD process on tool materials including utilization of the fractal and multi-fractal geometry on the basis of images obtained on a atomic forces microscope was elaborated and verified. A modified methodology to determine fractal parameters of surface by means of the Projective Covering Method (PCM) was presented in details. Dependencies between fractal and multi-fractal parameters characterizing analyzed PVD and CVD coatings surfaces and their mechanical and operational properties were established. Values of the fractal dimension for coatings topography received in the magnetron PVD process were correlated with microhardness and erosion resistance, whereas the fractal dimension values of coatings topography obtained in the high-temperature CVD process (on a substrate made of Si 3 N 4 ceramics and when the outer layer was made of Al 2 O 3 ) and in the arc PVD process was correlated with tool life increase specified in the cutting ability test. It was shown that the presented interdependencies give a possibility to predict coatings properties received in the PVD & CVD processes on tool materials based on fractal parameters defining their surface. 138 W. Kwa ny