Notice: Undefined index: linkPowrot in C:\wwwroot\wwwroot\publikacje\publikacje.php on line 1275
Publikacje
Pomoc (F2)
[118190] Artykuł:

PROPERTIES of Al2O3 CERAMIC COATINGS APPLIED BY ALD METHOD ON 100Cr6 STEEL

Czasopismo: Tribologia   Tom: 2, Zeszyt: 300, Strony: 45-53
ISSN:  0208-7774
Opublikowano: Lipiec 2022
 
  Autorzy / Redaktorzy / Twórcy
Imię i nazwisko Wydział Katedra Do oświadczenia
nr 3
Grupa
przynależności
Dyscyplina
naukowa
Procent
udziału
Liczba
punktów
do oceny pracownika
Liczba
punktów wg
kryteriów ewaluacji
Krystyna Radoń-Kobus orcid logo WMiBMKatedra Inżynierii Eksploatacji i Przemysłowych Systemów Laserowych*Takzaliczony do "N"Inżynieria mechaniczna5035.0035.00  
Monika Madej orcid logo WMiBMKatedra Inżynierii Eksploatacji i Przemysłowych Systemów Laserowych*Takzaliczony do "N"Inżynieria mechaniczna5035.0035.00  

Grupa MNiSW:  Publikacja w czasopismach wymienionych w wykazie ministra MNiSzW (część A)
Punkty MNiSW: 70


DOI LogoDOI    
Słowa kluczowe:

powłoki ceramiczne Al2O3  metoda ALD  tribologia 


Keywords:

Al2O3 ceramic coatings  ALD method  tribology 



Streszczenie:

Celem pracy była ocena morfologii, składu chemicznego, struktury geometrycznej powierzchni, kąta zwilżania oraz analiza właściwości tribologicznych powłok Al2O3 osadzanych na stali 100Cr6 techniką warstw atomowych ALD. Powłoki Al2O3 wytypowano ze względu na ich właściwości tribologiczne, adhezję do podłoża oraz twardość. Testy tribologiczne przeprowadzono w ruchu posuwisto-zwrotnym w skojarzeniu kula–tarcza z przeciwpróbką ze stali 100Cr6 w warunkach tarcia technicznie suchego. Na mikroskopie skaningowym obserwowano morfologię powierzchni, a analizator EDS umożliwił przeprowadzenie analizy składu chemicznego próbek. Przy pomocy tensjometru optycznego określono zwilżalność powierzchni powłoki Al2O3. Strukturę geometryczną powierzchni przed i po testach tribologicznych analizowano za pomocą mikroskopu konfokalnego z trybem interferometrycznym. Testy wykazały, że podczas tarcia technicznie suchego średni współczynnik tarcia dla powłoki Al2O3 jest około 30% mniejszy niż dla stali 100Cr6. Badane powłoki charakteryzują się hydrofobowością




Abstract:

The purpose of the paper was to assess the morphology, chemical composition, geometric surface structure and contact angle, as well as to analyse the tribological properties of Al2O3 coatings deposited on 100Cr6 steel using the technique of atomic layers ALD. Al2O3 coatings were selected due to their tribological properties, adhesion to the substrate and hardness. Tribological tests were performed in a reciprocating motion in a ballon- disc combination, with a counter-specimen of 100Cr6 steel, under the conditions of technically dry friction. Surface morphology was observed under a scanning microscope, and an EDS analyser enabled the performance of an analysis of the chemical composition of the samples. Wetting of the surface of the Al2O3 coating was determined by means of an optical strain gauge. The geometric surface structure before and after the tribological tests was analysed by means of a confocal microscope with an interferometric mode. The tests proved that during technically dry friction, the average coefficient of friction for the Al2O3 coating is lower by approximately 30% than for 100Cr6 steel. The tested coatings are characterised by hydrophobicity.



B   I   B   L   I   O   G   R   A   F   I   A
1. Stachowiak A., Kowalski M., Tribocorrosion performance of Cr/CrN hybrid layer as a coating for machine components, Coatings, 2021, 242-1-242-16
2. Piotrowska K., Madej M., Influence of TiO2 coating deposited with atomic layer deposition ALD technique on the properties of Ti13Nb13Zr titanium alloy, Metalurgija, 2022, 665-668
3. Milewski K., Madej M., Ozimina, D., Tribological properties of diamond like carbon coatings at friction joints lubricated with ionic liquid, Tribologia, 5, 2019, 59-69
4. Martin P.M., Handbook of Deposition Technologies for Films and Coatings, Third Edition: Science, Applications and Technology, Elsevier Inc., Amsterdam, Boston, Heidelberg, London, 2010
5. Boryło P., Lukaszkowicz K., Szindler M., Kubacki J., Balin K., Basiaga M., Szewczenko J., Structure and properties of Al2O3 thin films deposited by ALD process, Vacuum, 131, 2016, 319-326
6. Xu F., Luo L., Xiong L., Liu Y., Microstructure and corrosion behavior of ALD Al2O3 film on AZ31 magnesium alloy with different surface roughness, Journal of Magnesium and Alloys, 8, 2020, 480-492
7. Marin E., Guzman L., Lanzutti A., Ensinger W., Fedrizzi L., Multilayer Al2O3/TiO2 Atomic Layer Deposition coatings for the corrosion protection of stainless steel, Thin Solid Films, 522, 2012, 283-288
8. Gonullu M.P., Ates H., The characteristic evolution of TiO2/Al2O3 bilayer films produced by ALD: Effect of substrate type and wide range annealing temperature, Superlattices and Microstructures, 142, 2020, 106529
9. Osorio D., Lopez J., Tiznado H., Farias M.H., Hernandez-Landaverde M.A., Ramirez-Cardona M., Yanez-Limon J.M., Gutierrez J.O., Caicedo J.C., Zambrano G., Structure and surface morphology effect on the cytotoxicty of [Al2O3/ZnO]n/316L SS nanolaminates growth by Atomic Layer Deposition (ALD), Crystals, 10, 2020, 620
10. Chaaya A.A., Viter R., Baleviciute I., Bechelany M., Ramanvicius A., Gertnere Z., Erts D., Smyntyn V., Miele P., Tuning optical properties of Al2O3/ZnO nanolaminates synthesized by Atomic Layer Deposition, The Journal of Physical Chemistry, 118, 2014, 3811-3819
11. Lee G-B, Song S.H., Lee M-W, Kim Y-J, Choi B-H, Characterization of physical and mechanical properties of Al2O3-doped ZnO (AZO) thin films deposited on transparent polyimide supports with various ALD process parameters, Applied Surface Science, 535, 2021, 147731
12. Singh R., Ghosh S., Subbiah A.S., Mahuli N., Sarkar S.K., ALD Al2O3 on hybrid perovskite solar cells: Unveiling the growth mechanism and long-term stability, Solar Energy Materials and Solar Cells, 205, 2020, 110289
13. 100CR6, W.NR 1.3505, EN ISO 683-17 wysokowęglowa stal łożyskowa https://steeltrans.com.pl/wyroby-stalowe/lozyskowe/100cr6-wnr-13505-en-iso-683-17/ [Dostęp: 22.03.2022]
14. ISO 683-17:2014 Heat-treated steels, alloy steels and free-cutting steels — Part 17: Ball and roller bearing steels
15. EN 1071-3 Advanced technical ceramics – Methods of test for ceramic coatings – Part 3: Determination of adhesion and other mechanical failure modes by a scratch test.
16. ISO 14577-1 Metallic materials – instrumented indentation test for hardness and material parameters – Part 1: Test method.