Aluminium matrix composites (AMCs) have gained a considerable interest in automotive and aerospace applications due to the light weight combined with higher stiffness, elastic modulus and strength, as well as better thermal stability and wear resistance compared with conventional alloys [1?€9], So far, in this group of materials most of the attention has been paid to Al2O3 [1?€3] and SiC [3?€5] reinforced composites. Some of them are now well developed and have been already commercially applied [4, 5]. However, constant efforts are being made to improve existing materials and to design new ones in order to meet the increasing demands for advanced structural and functional materials. Recently, an increasing attention has been paid to aluminium nitride as a reinforcing phase in AMCs. The addition of AlN, due to its good physicochemical, mechanical and thermal properties, allows to enhance the modulus, strength, hardness, wear resistance and high temperature performance of aluminium alloy matrix [6?€9]. The main advantage of the aluminium nitride over commonly applied in AMCs reinforcing phases is good bonding to aluminium matrix, higher wettability in aluminium, as well as stability of aluminium/ aluminium nitride interface [9?€12]. In conventional metal matrix composite production a reinforcing phase is usually prepared separately, prior to the composite fabrication and introduced into the matrix via powder metallurgy [3, 6?€9], spray deposition, casting techniques [1, 2, 5] etc. These, referred to as ex-situ techniques, have one major disadvantage, which is generally weak bonding between the reinforcements and the matrix. A possible solution to this problem are in-situ techniques, in which the reinforcement is produced directly in the metallic matrix, e.g. by chemical reactions betwe[...]

Tytan i jego stopy są materiałem znajdującym szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, dzięki niskiej gęstości, wysokiemu współczynnikowi tzw. wytrzymałości właściwej oraz wysokiej odporności korozyjnej, m.in. w konstrukcjach lotniczych, chemicznych, energetycznych [1÷6]. Zakres zastosowania większości stopów tytanu jest jednak ograniczony z powodu skłonności do intensywnego utleniania w temperaturze powyżej 600°C. Utlenianie spowodowane znaczną rozpuszczalnością tlenu w tytanie oraz dużym powinowactwem tytanu do tlenu prowadzi do tworzenia się zgorzeliny rutylowej TiO2, która nie zapewnia ochrony podłoża tytanowego przed dalszym procesem utleniania. Wysoki współczynnik dyfuzji tlenu w zgorzelinie rutylowej oraz duży współczynnik rozszerzalności cieplnej w przypadku u[...]

  356 Ochrona przed Korozją, vol. 54, nr 6 3. Wyniki badań i dyskusja Obrazy SEM otrzymane z powierzchni próbek stali FeCrAl nie pokrytych nanowarstwą Al i pokrytych nanowarstwą Al utlenianych przez 24 h w temp. 850oC w atmosferze Ar+67,6% O2 przedstawiono na rys. 2, 3 i 4. Na obu próbkach obserwowano tworzenie się rozwiniętej powierzchni zgorzeliny. Powierzchnia pokryta jest krystalitami o kształcie piramid, igieł oraz płaskich płytek. Zgorzelina utworzona na próbkach nie pokrytych nanowarstwą Al, charakteryzuje się dużą różnorodnością form Al2O3. W miejscach defektów powierzchniowych folii występują najczęściej formy gąbczaste zbudowane z fazy α-Al2O3 (rys. 5). Na powierzchni metalu wolnej od defektów fi zycznych w przeważających częściach tworzą się struktury płytkowe i whiskery o zróżnicowanej wielkości. Skład fazowy tych form krystalicznych jest również zróżnicowany. Stwierdzono obecność fazy θ-Al2O3 jak również α- Al2O3 (rys. 2). Formy whiskerów w postaci wydłużonych igieł przynależą do fazy θ-Al2O3 zaś formy płytkowe do fazy α-Al2O3. Wewnątrz whiskerów fazy θ-Al2O3 Tablica 1. Udział pierwiastków (% wag) w stali Fe20Cr5Al Table 1. Chemical composition Fe20Cr5Al steel (% wt) Pierwiastek Fe Cr Al Si C pozostałe Wg atestu 75,65 19,50 4,60 - 0,05 0,20 Wg EDS (średnia z 7 pomiarów) 73,10 21,00 5,40 0,20 - 0,30 Rys. 1. Obraz STEM BF, przekrój przez nanowarstwę Al osadzoną na folii FeCrAl; 1 - powłoka węglowa umacniająca warstwę Al w trakcie wykonywania przekroju, 2 - nanowarstwa Al, 3 - podłoże FeCrAl Fig. 1. The STEM BF image, a cross section through Al nanolayer deposited on FeCrAl foil; 1 - the carbon coating strengthening Al layer during the cross section, 2 - the Al nanolayer, 3 - the FeCrAl foil Rys. 2. Obraz SEM, fragment powierzchni folii po 24 h utleniania, w atmosferze 67,6% O2/Ar, w temp. 8500C; a - struktura gąbczasta tlenku powstałego w miejscu zawalcowanego "wióra" Fig.[...]

Otrzymywanie powłok użytkowych typu duplex jest obecnie przedmiotem licznych prac. Można je podzielić na dwie zasadnicze grupy. Pierwsza dotyczy wykorzystania azotowania jarzeniowego do wstępnego utwardzenia powierzchni stali narzędziowej i następnie użycia jednej z technik PVD lub CVD do naniesienia zasadniczej warstwy wierzchniej [1-2]. Drugą grupę prac badawczych nad powłokami typu duplex[...]

Mikroskopia transmisyjna, umożliwiająca prowadzenie charakterystyki mikrostruktury, lokalnego składu fazowego i chemicznego w skali atomowej, zajmuje centralne miejsce wśród technik wykorzystywanych do badań materiałów [1]. Pomimo wielu zalet technika ta jest jednak stosunkowo rzadko wykorzystywana, zarówno ze względu na stopień komplikacji mikroskopów, jak i problemy z przygotowaniem prepar[...]

Multilayer tribological coatings on Ti/TiN; Cr/CrN and TiN/CrN basis were deposited by the Pulsed Laser Deposition (PLD) technique at room temperature using an industrially designed 4-beam multi-spot PLD evaporator. Coatings were built of 2, 8, 32 and 64 layers with the total thickness of 1 µm. Microstructure was studied using conventional and high resolution transmission electron micro[...]

Azotki i tlenki tytanu charakteryzują się dobrą biozgodnością i stosowane są w medycynie jako warstwy na implanty tytanowe. W zależności od przeznaczenia implantów warstwy te powinny charakteryzować się wysoką odpornością na zużycie przez tarcie, odpornością korozyjną, eliminacją zjawiska metalozy, tj. przechodzenie składników stopu do otaczających tkanek. W artykule przedstawiono badania str[...]

Decyzja nanoszenia powłok, wymienionych w tytule pracy, powstała po uzyskaniu dobrych wyników pomiarów trwałości frezarskich płytek wieloostrzowych z powłoką TiN- Si3N4/TiN [1]. Zasadnicza koncepcja tzw. nanokompozytowych krystalicznoamorficznych powłok typu nc-TiN-a-Si3N4 zaproponowana jeszcze w latach 90. przez Vepreka i innych [2], pozostała ta sama. Wstrzymanie wzrostu krystalitów TiN (czy też CrN) przez obszary amorficznego azotku krzemu winno spowodować wzrost twardości powstałego kompozytu. W rzeczywistości powłoki otrzymywane w różnych laboratoriach znacznie różnią się od siebie, z rzadka osiągając poziom materiałów supertwardych. Idea zastąpienia azotku tytanu azotkiem chromu wynika z lepszej stabilności temperaturowej CrN. Nie jest to bez znaczenia, mając w perspekty[...]

Badania nad otrzymywaniem nowych powłok użytkowych, takich jak (Cr,Si)N/TiN [1-3] są prowadzone w dwóch kierunkach. Jednym jest poznanie mechanizmu powstawania warstw, drugim - prawidłowa i rzetelna ocena ich wartości użytkowych. W pracy [1] przedstawiono wyniki testu pracą wieloostrzowych płytek frezarskich z powłoką (Cr,Si)N/TiN. W niniejszej publikacji prezentowane są wyniki testów przeprowadzanych w rzeczywistych warunkach eksploatacji 4-ostrzowych płytek tokarskich SPKN 1203EDR - węglików gatunku SM25T/P25. Nanoszenie powłok Badana powłoka składała się z dwóch warstw, podłożowej i wierzchniej. Warstwę podłożową z azotku tytanu nanoszono techniką łukową. Proces ten składał się z trzech etapów. W pierwszym, podłoża podlegały trawieniu jonami azotu, zaś w drugim - jonami t[...]

TiN coatings extending the cutting tools lifetime were praised for their very good adhesion and hardness exceeding those of high speed steel or even cemented carbides [1, 2]. However, their limited high temperature resistance for oxidation during high speed machining turned interest toward those sandwiched with CrN or multi-layer coatings like TiN/VN or TiN/NbN [3, 4]. The hardness of the latter exceeds those characteristic for individual layers due to coherency strains, while vanadium or niobium nitrides prevent them from premature oxidation [3, 4]. In most cases the TiN is deposited first to gain advantage of its excellent adhesion to most steel substrates. Unfortunately the deposition process of multilayer coatings is a complicated one and in consequence rarely economically acceptable. Therefore, as an alternative, a nanocomposite crystalline-amorphous TiN/Si3N4 coatings were proposed by Veprek et al. [5]. The idea of nanocrystalline-amorphous composites is based on development of shear resistant nanocrystallites of transition-metal nitrides or carbides surrounded by amorphous nitride [5, 6]. The TiN/Si3N4 coatings obtained up to date show large scatter of hardness from ~20 to ~60 GPa being generally well below expectations [7÷11]. The CrN/Si3N4 coatings showed also only moderate hardness increase from 16 characteristic for CrN up to max. ~34 GPa [2]. Even as higher gains were expected from the nanocomposite model rising CrN based coating hardness up to the level characteristic for TiN seems interesting from practical point of view. The further development of these interesting nanocomposite coatings might be achieved only through simultaneous hardness measurements and detail experimental ver[...]