Ze względu na ich znakomite właściwości mechaniczne i fizykochemiczne zainteresowanie powłokami diamentopodobnego węgla (DLC - Diamond-Like Carbon) wytwarzanymi za pomocą różnych metod rośnie z roku na rok. Charakteryzują się one dużą twardością, wykazują znakomite właściwości tribologiczne, a wśród nich dobrą odporność na zużycie i mały współczynnik tarcia w warunkach tarcia suchego. Wszystko to czyni ten materiał wysoce atrakcyjnym dla zastosowań m.in. w przemyśle narzędziowym czy motoryzacyjnym. Warstwy DLC doskonale sprawdzają się również w zastosowaniach biomedycznych m.in. ze względu na wysoką biozgodność oraz odporność na korozję [1, 2]. Praktyka jednak dowodzi, że zastosowanie tego materiału niesie ze sobą szereg problemów, do których należą: ograniczona stabilność termiczna, niska adhezja do niektórych podłoży wynikająca z dużych naprężeń wewnętrznych oraz to, że współczynnik tarcia silnie zależy od wilgotności względnej otoczenia [3÷5]. Jednym z możliwych rozwiązań poprawiających właściwości warstw DLC jest wprowadzenie do struktury warstwy atomów domieszki, takich jak: Fe, Ti, Cr, F, Ca, Ar, Mo, O, Zr, B i innych [6÷9]. Uzyskane wyniki badań, a przede wszystkim różnorodność otrzymanych właściwości użytkowych skłaniają do refleksji, że dzięki tak szerokiej gamie materiałów domieszki, spektrum możliwości modyfikacji wybranych parametrów użytkowych powłok DLC wydaje się bardzo rozległe i zróżnicowane. Dodatek srebra poprawia właściwości antybakteryjne powłok (analogicznie domieszka miedzi), obniżając nieznacznie parametry mechaniczne [7]. Niewielka zawartość fluoru w warstwie przyczynia się do wzrostu biokompatybilności w kontakcie z krwią [10]. Domieszka tytanu znacząco zwiększa twardość oraz biokompatybilność [8]. Argon natomiast zmniejsza wartość współczynnika tarcia, jednocześnie obniżając twardość [11]. Jak wynika z przeglądu literatury, tematyka domieszkowania warstw węglowych krzemem, przede wszystkim dzięki mo[...]

  Analysis of tribological properties of a-C:H:SiOx coatings synthesized by RF PACVD method SiOx incorporated carbon coatings were synthesized using RF PACVD (Radio Frequency Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition) method with use of mixture of methane (CH4) and hexamethylodisiloxane (HMDSO). The processes of synthesis were conducted using different CH4/HMDSO flow ratios and wide range of the self-bias potential of the r.f. electrode. As the substrate oxidized Ti6Al7Nb titanium alloy was used. Friction coefficient and wear resistance analysis was performed using the T-11 tribometer in the ball-on-disc configuration and counterpart made of 100Cr6 steel. Wear track analysis was made using scanning electron microscopy and Raman spectroscopy. The resistance against wear was determined basing on the registered wear profiles and scars on the surface of the coatings and the balls respectively. The results of the conducted examinations prove the varied impact of the process parameters on the tribological properties of the obtained coatings. A noticeably positive influence of SiOx incorporation on the decreasing value of the coefficient of friction was registered for as low concentration of silicon as 0.5 at. %. Nevertheless for low self-bias potentials coatings with high concentration of silicon and oxygen were damaged just after few meters of the sliding distance. The main wear mechanism of a-C:H:SiOx coatings is the third body effect. It seems that incorporation of SiOx into carbon coatings limits the graphitisation phenomena, which lead to formation of the transition layer acting as the solid lubricant. Despite significantly lower and stable coefficients of friction of a-C:H:SiOx coatings with higher concentrations of silicon and oxygen they do not provide sufficient protection against wear of the co-working elements. Key words: DLC, SiOx incorporation, friction, wear. Domieszkowane SiOx powłoki węglowe zostały wytworzone metodą RF PACVD (Radio [...]

  In this work the thermal stability of silicon-doped diamond-like carbon (DLC) films was investigated. The studied coatings were produced by radio-frequency plasma assisted chemical vapour deposition (RF-PACVD) method with use of tetramethylsilane (TMS) as a silicon precursor. As-deposited Si-DLC coatings with three different silicon concentrations were annealed at 400°C, 500°C, and 600°C for 1 hour in air atmosphere. For comparison DLC coatings were also examined. It has been shown that the level of disorder of Si-DLC increases with the increase of silicon concentration. Silicon admixture improves the thermal stability of Si-DLC coatings by slowing down and delaying the graphitization processes compared to the undoped DLC films. Furthermore, an increase in hardness of the Si-DLC coatings annealed at the temperature of 400°C has been observed. The DLC and Si-DLC coatings with the lowest Si concentration annealed at 500°C, and all of the coatings annealed at 600°C have been completely degraded. The coatings with the highest concentration of silicon that have stood the annealing process at 500°C have demonstrated a high degree of graphitization and degradation, manifesting itself in the lowest mechanical properties and a significant reduction in their thickness. Key words: thermal stability, silicon doping, DLC films.1. INTRODUCTION Diamond-like carbon (DLC) films are characterized by many unique properties. These include high biocompatibility [1], high hardness [2], low coefficient of friction, [3, 4] good anti-wear [4] and anti-corrosion [5] characteristics. Hence, these films are commonly used as protective coatings in automotive industry, magnetic data storage, machining tools and biomedical applications [1÷3, 6]. However, DLC coatings have several known disadvantages. One of them, severely limiting their large scale application possibilities is the low thermal stability at high working temperature. It has been reported that DLC coating[...]