Raport - Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN
Transkrypt
Raport - Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN
Zadanie I. „Nowa generacja materiałów funkcjonalnych oparta o technologie laserowe” Wykonawcy: Prof. dr hab. in . Bogusław MAJOR (Kierownik zadania) Opis wyników Problematyka realizowana była w dwóch etapach: Opracowanie bazy danych parametrów technologicznych i materiałowych dla modyfikacji laserowej (I) oraz Laserowa Modyfikacja Powierzchni ; Osadzanie laserem impulsowym; metoda PLD (etap II) Etap I. Opracowanie bazy danych parametrów technologicznych i materiałowych dla modyfikacji laserowej Laserowa Modyfikacja Powierzchni realizowana mo e by poprzez: -przetopienie i szybk krystalizacj -laserowe stopowanie (przetopienie + wprowadzenie dodatków) Cel modyfikacji: -rozdrobnienie mikrostruktury -wprowadzenie dodatków stopowych (np. w glików, borków) Zastosowanie: -nowe tworzywa konstrukcyjne -regeneracja elementów maszyn Przedmiot opracowania stanowi baza danych w zakresie laserowej modyfikacji powierzchni opartej o przetopienie laserowe oraz przetopienie z wprowadzaniem dodatku stopowego okre lane jako „laserowe stopowanie”. Baz do opracowania stanowiły prowadzone od około 15 lat badania w tym zakresie oraz opublikowane liczne prace własne oraz dost pne najnowsze wiatowe pozycje literaturowe. Działalno w tym zakresie realizowana w IMIM PAN w Krakowie została podsumowana rozdziale 7 monografii Elsevier opublikowanej w 2006 p.t. Materials Surface Processing by Directed Energy Techniques by Yves Paleau oraz publikacjach podanych w sprawozdaniu. Cało opracowanych materiałów w IMIM PAN dost pna jest na stronie internetowej IMIM PAN www.imim.pl i pozwala na szerokie spojrzenie na problematyk i wykorzystanie w zale no ci potrzeb. Etap II. Laserowa Modyfikacja Powierzchni -Osadzanie laserem impulsowym (metoda PLD) Skoncentrowano si na grupie funkcjonalnych materiałów o budowie wielowarstwowej na bazie systemów: Ti/TiN, Cr/CrN oraz TiN/CrN. Dobrano parametry technologiczne i opracowano procedur wytwarzania wielowarstwowych powłok gradientowych z warstw buforow . Wytworzono powłoki metod laserow typu: Cr/CrN, Ti/TiN i TiN/CrN w układzie 2, 4, 8, 16, 32 i 64 warstwy. Prowadzono badania TEM i HRTEM na cienkich foliach uzyskanych technik tripodu oraz FIB z wielowarstwowych układów wytworzonych z wykorzystaniem ablacji laserowej metod PLD przy sumarycznej grubo ci powłoki 1 m. Analizowano obszar przej cia pomi dzy warstwami w aspekcie koherencji determinuj cej wła ciwo ci układu. Wyniki korelowano z uzyskanymi badaniami tekstury krystalograficznej oraz analiz mikrotwardo ci HV i wła ciwo ci fizycznych wyznaczonych metod zarysowania (scratch test). Rys. Mikrostruktura TEM przekroju poprzecznego materiału Cr/CrN: 4 warstwowego Wyniki realizowanych prac zostały uwzgl dnione w nast puj cych publikacjach naukowych: Edited by Yves Paleau ELSEVIER (2006) B.Major Chapter 7. Laser processing for Surface Modification by Remelting and Alloying of Metallic Systems in „Materials Surface processing by Directed Energy Technique“ http://www.elsevier.com/wps/find/bookdescription.cws_home/707908/description#description Surface and Coating Technology, Elsevier Ł. Major, J. Morgiel, J. M. Lackner, W. Waldhauser, R. Ebner, L. C. Nistor, G. van Tandeloo, B. Major Crystallographic aspects related to advanced tribological multilayers of Cr/CrN, Ti/TiN produced by pulsed laser deposition (PLD) 200(2006) 6190-6195 Surface and Coating Technology, Elsevier W.Mróz, R.Kosydar, M.Jelinek, T.Kocourek, B.Major Phase formation and microstructure of boron nitride thin layers deposited using Nd:YAG and KrF lasers 200(2006) 6438-6443 Surf.Coating Technol., Elsevier R.Major, R.Kustosz, J.M.Lackner, W.Waldhauser, R.Ebner, J.Bonarski, J.Morgiel, B.Major, Elastic TiN coatings deposited on polyurethane by pulsed laser 200(2006) 6340-6345 Surf.Coating Technol. Elsevier J.M.Lackner, W.Waldhauser, B.Major, J.Morgiel, L.Major, H.Takahasi, T.Shibayama, Growth structure and growth defects in pulsed laser deposited Cr-CrNx-CrCxN1-x multilayer coatings 200(2006) 3644-3649 Plasma Processes and Polymers J.M.Lackner, W.Waldhauser, M.Berghauser, D.Hufnagel, R.Major, L.Major, B.Major Growth Morphology, Adhesion and Mechanical Properties of Room-Temperature Pulsed Laser Deposition Cr-CrN Multilayer Coating Wiley- VCH Verlag GmbH, Wiley InterScience 4(2007)51-54 Advances in Materials Science J.M.Lackner, W. Waldhauser, M.Berghauser, R.Major, L.Major, B.Major Emerging Technologies for Deposition of High Adhesive Ti-based Coatings at Room Temperature, Vol.7(2007)37-49 In .Materiałowa Ł.Major, J.Morgiel, J.M.Lackner, M.Kot, M.Szczerba, B.Major Optimization of Ti-Cr-N Multilayer Wear Resistance Coatings Through Microstructure Control, 157158(2007)672-676 In .Materiałowa Roman Major Hybrid Pulsed Laser Deposition of Gradient TiN and Ti(C,N) Coatings for Biomedical Application 157-158(2007)666-671 Polska Akademia Nauk, Instytut Metalurgii i In ynierii Materiałowej „Projektowanie i Wytwarzanie Funcjonalnych Materiałów Gradientowych“ (monografia) B.Major Opracowanie podstaw teoretycznych i technologii wykonania materiałów gradientowych z wykorzystaniem ablacji laserowej i diagnostyka mikrostruktrury, tekstury i napr e własnych w gradientowych powłokach na stopach metali o planowanym zastosowaniu tribologicznym i biomedycznym; modernizacja toru pomiarowego do rentgenowskiej fazowej analizy dyfrakcyjnej, tomografii tekstury, rozkładu napr e , (2007) 78-88 Arch.Metallurgy and Materials B.Major, F.Bruckert, J.M.Lackner, R.Ebner, R.Kustosz, P.Lacki Coating on TiN and Ti(C,N) basis for biomedical application to blood contact and TiN/CrN multilayered tribological systems produced by pulsed laser deposition (2008) in press Wyd.PAU B.Major Laserowa ablacja i osadzanie mono- i wielowarstw laserem impulsowym (2008) in press Bull.Pol.Acad.Sci.Tech. R.Major, F.Bruckert, J.M.Lackner, W.Waldhauser, B.Major Kinetics of eucariote cells adhesion under shear flow detachment on the PLD deposited surfaces (2008) in press Bull.Pol.Acad.Sci.Tech. R.Kosydar, J.T.Bonarski, M.Kot, S.Zimowski, M.Ferraris, M.Salvo, B.Major Boron nitride/titanium nitride laminar lubricating coating deposited by pulsed laser ablation on polymer membranes (2008) in press Arch.Metal and Mater. B.Major, F.Bruckert, J.M.Lackner, R.Ebner, R.Kustosz, P.Lacki Coating on TiN and Ti(C,N) basis for biomedical application to blood contact and TiN/CrN multilayered tribologicala systems produced by pulsed laser deposition (2008) in press Advances Engineering Materials L.Major, J.Morgiel, J.M.Lackner, M.Szczerba, M.Kot, B.Major Microstructure Design and Tribological Properties of Cr/CrN and TiN/CrN multilayer films (2008) in press