Projekti / Programi
PVD trde prevleke kot alternativa za korozijsko zaščito Fe in Al zlitin
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.04.00 |
Tehnika |
Materiali |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T155 |
Tehnološke vede |
Prevleke in površinska obdelava |
PVD, nanostrukturne trde prevleke, korozija, napake
Raziskovalci (8)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
18271 |
dr. Miha Čekada |
Materiali |
Raziskovalec |
2007 - 2010 |
430 |
| 2. |
15601 |
Jožko Fišer |
|
Tehnični sodelavec |
2007 - 2010 |
12 |
| 3. |
27919 |
Barbara Kapun |
Kemija |
Tehnični sodelavec |
2008 - 2010 |
76 |
| 4. |
12616 |
dr. Darinka Kek Merl |
Materiali |
Vodja |
2007 - 2010 |
129 |
| 5. |
22315 |
dr. Tadeja Kosec |
Kemija |
Raziskovalec |
2007 - 2008 |
329 |
| 6. |
01290 |
dr. Ingrid Milošev |
Kemija |
Raziskovalec |
2007 - 2010 |
686 |
| 7. |
26463 |
dr. Matjaž Panjan |
Elektronske komponente in tehnologije |
Mladi raziskovalec |
2007 - 2010 |
196 |
| 8. |
09090 |
dr. Peter Panjan |
Materiali |
Raziskovalec |
2007 - 2009 |
789 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
88.507 |
Povzetek
PVD prevleke na osnovi keramičnih materialov (nitridi, oksidi, karbidi), ki jih pripravimo z vakuumskimi postopki nanašanja, so v številnih primerih uspešna alternativa elektrokemijskim korozijskim prevlekam. Njihova obrabna odpornost je odlična. Korozijska zaščita tako tankih prevlek pa pogosto predstavlja problem, zaradi napak, t. i. "pin-holes", ki nastanejo pri samem postopku nanašanja. Dosedanje raziskave so pokazale, da so korozijske lastnosti prevlek zelo odvisne od mikrostrukture.
Prvi del tega projekta bo zato namenjen pripravi večplastnih nanostrukturnih keramičnih prevlek na osnovi CrN, TiAlN na podlagah iz Fe zlitin, medtem ko bomo poskusili pripraviti nove prevleke na bazi Al-W and Al-Cr na podlage iz Al zlitin.
Z ustrezno izbiro parametrov nanašanja (temperatura podlage, gostota plazme, parni tlak reaktivnega plina itd.) bomo poskušali pripraviti tanke plasti z različno mikrostrukturo (od stebričaste do nanokristalinične). Pri tem bomo pozorni na napake, ki nastanejo med samim procesom nanašanja. Poskušali bomo odgovoriti na vprašanje, zakaj napake sploh nastanejo in ali je možno z optimiziranjem parametrov nanašanja in predhodne priprave površine zmanjšati njihovo število in velikost. V ta namen bomo uporabili površinske tehnike za karakterizacijo kot npr. SEM, TEM, AFM, XRD in XPS. Lastnosti kot so adhezija, trdota in gostota, bodo določene za vsako prevleko.
Drugi del projekta obsega elektrokemijsko karakterizacijo prevlek, kjer bomo poudarek naredili na določanju korozijskih lastnosti in kvantitativni določitvi poroznosti pripravljenih prevlek. Razumevanje mehanizmov korozije je ključnega pomena za pripravo prevlek z ustrezno korozijsko zaščito. Uporabili bomo tako potenciostatske in galvanostatske tehnike, kot tudi elektrokemijsko impedančno spektroskopijo (EIS) ter korozijski test v slani komori.
Pomen za razvoj znanosti
Pokazali smo, da so PVD postopki odlična tehnika za pripravo zlitin, ki jih sicer ne moremo
pripraviti z ravnotežnimi postopki. Na ta načn dobimo zlitine dveh ali več materialov, katerih temperaturi tališča sta zelo različni; v našem primeru aluminij-volfram in aluminij-tantal ali krom. Prav tako so lastnosti novih neravnotežnih zlitin povsem drugačne od vsakega posameznega elementa. Tu igra pomemno vlogo mikrostruktura zlitine.
Mikrostrukturne raziskave smo povezali z elektrokemijskimi raziskavami. Področje raziskav korozijskih lastnosti oplemenitenih tehnoloških materialov s trdimi zašcitnimi prevlekami predstavlja interdisciplinarno smer, saj povezuje osnovna znanja s področja elektrokemije, fizike površin, površinske analize, metalurgije, tribologije in plazemskih površinskih tehnologij.
Rezultati vseh treh letih trajanja projekta so prispevali k osnovnim znanjem o trdih prevlekah. Le-to je ključnega pomena, če želimo uspešno nadomesti galvanske prevleke.
Pomen za razvoj Slovenije
Elektrokemijski postopki nanašanja funkcionalnih in dekorativnih prevlek se v slovenski strojni in elektroindustriji zelo pogosto uporabljajo. Zaradi poostrene evropske in svetovne zakonodaje na podrocju zaščite okolja so uporabniki prisiljeni omenjene zdravju in okolju nevarne postopke nadomestiti z ekološko neoporečnimi vakuumskimi postopki. PVD-prevleke so se izkazale kot realna alternativa. Z njimi lahko pripravimo tako kovinske in keramične prevleke kot tudi različne zlitine. V zvezi s tem projektom smo upešno sodelovali s podjetjem PHOS-Orodja, stroji in tabletiranje. K sodelovanju bomo povabili tudi ostala slovenska podjetja, ki v svoji proizvodnji uporabljajo galvanske postopke.
Rezultati projekta so pokazali, da lahko PVD postopke uspešno uporabimo tudi za zaščito aluminijevih zlitin.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2008,
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2008,
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
