Projekti / Programi
Plazemske površinske tehnologije
01. januar 1999
- 31. december 2003
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.04.00 |
Tehnika |
Materiali |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T155 |
Tehnološke vede |
Prevleke in površinska obdelava |
| T150 |
Tehnološke vede |
Tehnologija materialov |
vakuumske tanke plasti; obrabno, korozijsko in oksidacijsko odporne trde prevleke; ionsko prekrivanje; naparevanje; naprševanje; nizkotlačna plazma; duplex prevleke; standardi za površinske analitske tehnike; nadomeščanje galvanskih prevlek z vakuumskimi
Raziskovalci (9)
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
90.724 |
Povzetek
Raziskovalni program bo obsegal bazične in aplikativne raziskave trdih zaščitnih prevlek za zaščito strateških materialov, študij nizkotlačne plazme, možnosti nadomeščanja ekološko problematičnih galvanskih zaščitnih in dekorativnih prevlek z ekološko neoporečnimi vakuumskimi in razvoj standardnih referenčnih materialov za površinske analitske tehnike.Raziskovali bomo trde zaščitne prevleke na osnovi keramičnih materialov, ki jih bomo pripravili s plazemskimi postopki nanašanja. Predmet raziskav bodo keramične prevleke na osnovi binarnih nitridov in karbidov (Cr2N, CrC, WC), večkomponentnih materialov (CrCN, TiCrN, CrTaN, TiAlN, TiAlYN, TiCrAlN) in večplastnih struktur in superstruktur (TiN/TiAlN, CrN/TiAlN). Predmet raziskav bodo tudi t.i. duplex prevleke - to so keramične zaščitne prevleke na podlagah, ki so bile predhodno plazemsko nitrirane.Nadaljevali bomo z raziskavami nizkotlačne plazme v napravah za nanos trdih zaščitnih prevlek. Analizali bomo vpliv parametrov nanašanja prevlek na masno in energijsko porazdelitev delcev v plazmi, ter poiskali povezavo med lastnostmi prevlek in parametri plazme. Cilj teh raziskav je razumeti osnovne fizikalne procese, ki potekajo med reaktivnim ionskim prekrivanjem. S praktičnega vidika pa je njihov pomen v optimizaciji lastnosti prevlek, izboljšanju adhezije prevlek na različnih podlagah in znižanju temperature nanašanja. Na ta način bomo poskušali razširiti spekter orodnih jekel, na katera lahko nanašamo trde zaščitne prevleke.Del raziskav bo usmerjenih v razvoj postopkov nanašanja zaščitnih, funkcionalnih in dekorativnih prevlek, ki bi nadomestili ekološko problematične elektrokemijske postopke (galvanski nanos, breztokovno nanašanje, anodizacija). Posebej bomo raziskali možnosti nadomeščanja debelih zaščitnih prevlek trdega kroma z relativno tankimi keramičnimi prevlekami CrN in galvanskega niklja z vakuumskimi tankimi plastmi niklja.Nadaljevali bomo z razvojem standardnih referenčnih materialov za površinske analitske tehnike (AES, XPS, SIMS, GDOS), za merjenje mikrotrdote in adhezije prevlek. Standardi za trde zaščitne prevleke so osnova za uspešno karakterizacijo vseh vrst površinskih zaščitnih prevlek in posredno tudi za izboljšanje kvalitete le-teh.
Pomen za razvoj znanosti
Sinteza novih materialov v reaktivni plazmi, karakterizacija le-teh, ter njihovo uvajanje v industrijsko proizvodnjo, so bistvo raziskovalnega področja "Plazemsko inžinirstvo površin" (Plasma and Surface Engineering - PSIE) v okviru evropskega programa COST 515. Cilj tega projekta je razvoj postopkov za oplemenitenje površin orodij in strojnih delov, zmanjšanje obrabe le-teh, kar naj bi v končni fazi pripeljalo do izboljšanja kvalitete obdelave izdelkov in zmanjšanja porabe strateško pomembnih kovin (npr. Co, V, Mo, W). Naša skupina je v zadnjih štirih letih vodila v evropskem COST program projekt: "Modification of surfaces with low temperature PVD hard wear, corrosion and oxidation resistant coatings". Tudi razvoj čistih tehnologij je prednostna naloga v vseh vejah industrije v razvitem delu sveta. Med najbolj ekološko problematične postopke spadajo vsi elektrokemijski postopki za proizvodnjo galvanskih zaščitnih, funkcionalnih in dekorativnih prevlek. Njihova uporaba je v razvitih državah sveta zelo omejena, nekateri postopki pa so že celo prepovedani. Naše raziskave o možnostih nadomeščanja teh postopkov z vakuumskimi, so del mednarodnega sodelovanja (v okviru petletne (1997-2002) pogodbe o znanstveno-tehničnem sodelovanju z raziskovalno-razvojnim oddelkom podjetja Balzers AG iz Liechtensteina).
Pomen za razvoj Slovenije
Naša raziskovalna skupina že več kot 13 let uspešno sodeluje z več kot tristo slovenskimi podjetji pri uvajanju novih tehnologij za oplemenitenje površin orodij in strojnih delov. Za potrebe industrije smo leta 1985 tudi ustanovili Center za trde prevleke v Domžalah. V tem času smo v industrijsko proizvodnjo uvedli zaščitne prevleke TiN, CrN in TiAlN. Predlagani raziskovalni program bo osnova za razvoj nove generacije zaščitnih prevlek, ki bodo omogočile bolj učinkovito zaščito orodij in strojnih delov. Razvoj oksidacijsko obstojnih prevlek (do 850°C) pa bo omogočil tudi t.i. suhe postopke strojne obdelave (rezanje, oblikovanje). S tem se bomo izognili uporabi tekočin za hlajenje in mazanje, ki so škodljive za okolje in za zdravje ljudi. Ta program ima v Evropski skupnosti najvišjo prioriteto. Razvoj nove generacije trdih zaščitnih prevlek bo omogočil nove učinkoviteše postopke obdelave materialov (kovin, zlitin, polimerov, kompozitov). Učinkovitejša zaščita orodij pred obrabo bo povečala obstojnost le-teh, izboljšala kvaliteto izdelkov, povečala produktivnost in s tem tudi konkurenčnost slovenske strojne in druge industrije. S programom nadomeščanja ekološko problematičnih elektrokemijskih zaščitnih in dekorativnih prevlek, se skoraj sočasno z razvitimi državami sveta vključujemo v iskanje alternativnih, okolju prijaznih postopkov nanašanja zaščitnih in dekorativnih prevlek. V te raziskave nas sili tudi nova slovenska zakonodaja, ki omejuje uporabo nekaterih elektrokemijskih postopkov nanašanja zaščitnih, funkcionalnih in dekorativnih prevlek (kromanje, kadmiranje). S programom razvoja standardnih referenčnih materialov bomo nadaljevati naše dosedanje uspešno delo na tem področju. V zadnjih desetih letih smo izdelali in okarakterizirali dva standarda za NBS National Bureu of Standards, Washington, USA) in en standard za Perkin-Elmer GmbH, Munchen. Standarde potrebujemo za izboljšanje kvalitete proizvodnje trdih zaščitnih prevlek.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo
