LT4086B - Method for coating articles with protective cerametallic coat - Google Patents

Method for coating articles with protective cerametallic coat Download PDF

Info

Publication number
LT4086B
LT4086B LT96-049A LT96049A LT4086B LT 4086 B LT4086 B LT 4086B LT 96049 A LT96049 A LT 96049A LT 4086 B LT4086 B LT 4086B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
titanium
layer
coating
oxygen
carbon
Prior art date
Application number
LT96-049A
Other languages
English (en)
Other versions
LT96049A (en
Inventor
Ovidijus-Stasys Jancauskas
Original Assignee
Jancauskas Ovidijus Stasys
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jancauskas Ovidijus Stasys filed Critical Jancauskas Ovidijus Stasys
Priority to LT96-049A priority Critical patent/LT4086B/lt
Publication of LT96049A publication Critical patent/LT96049A/xx
Publication of LT4086B publication Critical patent/LT4086B/lt

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

Išradimas priskiriamas medžiagų ir gaminių padengimui apsaugine metalo keramine danga formuojant apsauginę dangą vakuume jono-plazminiu būdu ir gali būti panaudojamas pramonėje padengiant sudėtingos formos meno dirbinius ir bižuteriją, maisto pramonės ir virtuvės reikmenis bei medicinos pramonėje, pavyzdžiui, padengiant apsaugine metalo-keramine danga dantų technikos elementus.
Žinomas metalinių dantų protezų, naudojamų ortopedinėje stomatologijoje, daugiasluoksnis padengimo būdas, kai ant pagrindo elektrocheminiu būdu formuoja chromo temperatūrini sluoksnį, ant jo vakuuminiu plazminiu apdulkinimu formuoja tarpinį antikorozinį titano sluoksnį, o po to - vakuuminiu plazminiu apdulkinimo būdu formuoja išorinį titano nitrido arba mišinio titano nitrido-cirkonio nitrido sluoksnį (TY 42-2-435-84).
Žinomo gaminių padengimo apsaugine danga būdo trūkumas yra tas, kad chromo arba nikelio sluoksnio, suformuoto elektrocheminiu būdu, sukibimas su pagrindu žymiai blogesnis negu suformuoto jonoplazminiu būdu, dėl vykdomo sluoksnio formavimo elektrocheminiu būdu procesas vyksta palyginti ilgai, be to , padengimo procese dalyvaujantis chromas ir iš jo suformuotas sluoksnis yra kenksmingi žmogaus sveikatai.
Žinomas apsauginės dangos gavimo būdas, kai danga, formuoja ant metalinių dantų protezų, naudojamų ortopedinėje stomatologijoje, iš trijų sluoksnių. Dengia vakuuminiu jono-plazminiu apdulkinimu naudojant jono-plazminę įrangą tipo Bulat-3T, kai gaminio paviršių padengia titano chromo arba chromo nitrido sluoksniu, po to formuoja pereinamąjį sluoksnį titano arba cirkonio, arba titano nitrido ir titano, o išorinį sluoksnį - titano nitrido arba titano nitrido - cirkonio nitrido (TY 42-2-531-87).
Artimiausias iš žinomi) analogiškų gaminių padengimo apsaugine danga būdų yra jono-plazminio apdulkinimo dekoratyvinio padengi mo būdas, kai padengiant dekoratyvinius dirbinius naudoja įrenginį Bulat, kuriame dangą formuoja titano nitrido pagrindu, vykdant titano katodo lankinę iškrovą^ tiekiant reakcijos dujas, turinčias deguonį ir azotą, o reakcijos dujų sudėtis, % yra: deguonies 10 - 25, azoto 25 - 40 ir likusioji dalis titano (aut. liud. SU 1 580 853, C23C 14/00).
Šių padengimo būdų trūkumas yra tas, kad apsauginis dekoratyvinis titano nitrido arba cirkonio nitrido sluoksnis neužtikrina reikiamo dangos atsparumo mechanin i trinčiai, kas ypač svarbu stomatologinės ortopedijos gaminiams, taip pat žinomais būdais suformuotas tarpinis antikorozinis titano sluoksnis neužtikrina reikiamo atsparumo.
Išradimo uždavinys yra padidinti apsauginės dangos atsparumą trinčiai, padidinti jos mikrokietumą ir mechaninį atsparumą išsaugant dekoratyvines savybes.
v
Sį uždavinį išsprendžia padengimo būdas apsauginę metalo keraminę dangą formuojant vakuume jono-plazminiu būdu , kai gaminį padengia titano sluoksniu, ant kurio, tiekiant reakcijos dujas, formuoja titano karbido sluoksnį, o po to, tiekiant reakcijos dujas, formuoja titano karbonitrido ir titano keramikos mišinio sluoksnį arba titano nitrido ir titano keramikos mišinio sluoksnį.
Dangos suformavimas titano karbido pagrindu padidina dangos atsparumą trinčiai bei jos mikrokietumą ir mechaninį atsparumą.
Titano karbido sluoksnį formuoja tiekiant reakcijos dujas, turinčias anglies.
Titano karbonitrido ir titano keramikos mišinio sluoksnį formuoja tiekiant reakcijos dujas, turinčias azoto, anglies ir deguonies.
Titano nitrido ir titano keramikos mišinio sluoksnį formuoja tiekiant reakcijos dujas, turinčias azoto ir deguonies.
Formuojant titano karbonitrido ir titano keramikos mišinio sluoksnį į padengimo zoną tiekia reakcijos dujas, turinčias azoto, anglies ir deguonies, kurių sudėtis, % :azoto 50 - 80, anglies 10-25 ir deguonies 10-25.
Formuojant titano nitrido ir titano keramikos sluoksnį į padengimo zoną tiekia reakcijos dujas, turinčias azoto ir deguonies, kurių sudėtis, %: azoto 50 - 80 ir deguonies 20 - 50.
Gaminių padengimas apsaugine metai o-keramine danga susideda iš šios operacijų sekos; vakuume jono-plazminiu būdu formuoja titano sluoksnį, ant kurio, tiekiant reakcijos dujas, turinčias anglies, formuoja titano karbido sluoksnį, o po to, tiekiant reakcijos dujas, turinčias azoto, anglies ir deguonies, formuoja titano karbonitrido ir titano keramikos mišinio sluoksnį arba tiekiant reakcines dujas, turinčias azoto ir deguonies, formuoja titano nitrido ir titano keramikos mišinio sluoksnį.
Apsauginę metalo keraminę dangą formuoja dviejų arba trijų katodų vakuuminiame standartiniame įrenginyje tipo Bulat” (TY Φ 04200), kuriame katodiniu taikiniu yra titanas arba titanas ir cirkonis. Pagrindą dengia titanu aukštame vakuume jono-plazminiu būdu. Kai pasiekia titano sluoksnio storį 0,4-2 mikronus, į padengimo zoną tiekia reakcines dujas, turinčias anglies, ir formuoja titano karbido sluoksnį, kuriam pasiekus 0,2 - 0,4 mikrono storį, į padengimo zoną tiekia reakcijos dujas, turinčias azoto, anglies ir deguonies, kurių sudėtis, % : azoto 50 - 80, anglies 10 - 25, deguonies 10-25. Dangos formavimo metu gaunami cheminiai ryšiai Ti-C, Ti-N, Ti-O, t.y. homogeniškas titano karbonitrido ir titano keramikos mišinys. Tiekiant į padengimo zoną reakcijos dujas, turinčias azoto ir deguonies, kurių sudėtis,% : azoto 50 - 80 ir deguonies 20 - 50, gaunami ryšiai Ti-N, Ti-O, t.y. homogeniškas titano nitrido ir titano keramikos mišinys.
Pagal išradimą gautų gaminių išorinių apsauginių dangų cheminių ir fizinių savybių analizės, atliktos 1995 m. lapkričio 17 d. Lietuvos Respublikos Vilniaus universiteto Medžiagotyros ir taikomųjų mokslų institute, rezultatai pateikti l-ojoje lentelėje.
4 LT 4086 B
Tikrinami parametrai Techninių sąlygų l-oji lentelė Testavimo rezultatai
1.Cheminė sudėtis (TY 42-2-435-84, TY 42-2-531-87) parametrai p.1.2.1 karbonitridas
2.Dangos storis(mikronais) 4,5 - 9,0 6,0 - 6,5
3.Dangos spalva p.1.2.2 atitinka
4.Potencialų skirtumas tarp 40 10-30
pavyzdžių (mV) 5.Mikrokietumas 1600 2100 - 2200
6.Adhezija p.1.2.5 atitinka
7.Glotnumas p.1.2.7 atitinka
8.Terminis ir cheminis p.1.2.9, p.1.2.10 atitinka
patvarumas
Išvados: 1.Cheminių medžiagų, kenksmingų žmogaus organizmui nerasta.
2.Dangos parametrai atitinka nustatytiems reikalavimams.
Cheminės sudėties tikrinimas
Bandiniai tirti įrenginiu LAS-3000 (firma RIBER, Prancūzija). Naudoti rentgeno fotoelektronų ir ože elektronų spektroskopijų metodai. Analizės kameroje bandinių paviršius prieš tyrimą valytas argono jonais, nuėsdinant paviršinį sluoksnį d ~ 100 A.
Rentgeno fotoelektronų spektruose rastos smailės, sąlygotos tik Ti, N, C, O. Pagal Ti 2p, C ls, N ls ir O ls elektronų ryšio energijas nustatyti cheminiai ryšiai: Ti-C, Ti-N, C-C.
Ože elektronų spektroskopijos metodu nustatyta, kad bandiniai homogeniški, nerasta atskirų sričių TiC ar TiN. Bandinių tino paviršiaus atominė sudėtis: Ti: C : N : O : 0,354 : 0,599 : 0,637 (1-asis bandinys) : 0,209 : 0,732 : 0,569 (2-asis bandinys)
Ištirtos dangos, suformuotos ant skirtingų gaminių: plokštelė, plokštelė su suvirinimo siūle, suvirinimui naudojamos medžiagos viela.
Bandiniai tirti įrenginiu LAS - 3000 (firma RIBER, Prancūzija). Naudoti rentgeno fotoelektronų ir ože elektronų spektroskopijų metodai. Analizės kameroje bandinių paviršius prieš tyrimą valytas argono jonais, nuėsdinant paviršinį sluoksnį d 100 A.
Ože elektronų spektroskopija parodė, kad dangos, suformuotos ant skirtingų medžiagų paviršių, yra identiškos. Ože elektronų spektroskopijos metodu nustatyta, kad bandiniai homogeniški, nerasta atskilų sričių TiC ar TiN. Bandinių tirto paviršiaus atominė sudėtis: šioje metodikoje naudojamas elektronų mikrozondas (diametras 3 ųm) leidžia detaliai ištirti dangą suvirinimo siūlės vietoje. Atskiruose siūlės taškų ože elektronų spektruose pastebėtos silpnos papildomos smailės, sąlygotos S, B, Fe. Bandinių be suvirinimo siūlės rentgeno fotoelektronų spektruose rastos smailės, sąlygotos tik Ti, N, C, O. Pagal Ti 2p, C ls, N ls ir O ls elektronų ryšio energijas nustatyti cheminiai ryšiai: Ti - C,
Ti - N, Ti - O. Tuo tarpu bandinio su suvirinimo siūle fotoelektronų spektre rasta ir linija, sąlygota Na. Sudėtis , %:
Ti, N, C, O, Na
43.6 31.2 9.4 15.8 0 -plokštelė
38.9 31.2 14.4 11.5 2.5-plokštelė su suvirinimo siūle.
Dangos storio nustatymas.
Kompozicinės karbonitrido dangos storis buvo nustatytas optiniu mikroskopu LEITZ, tiriant bandinio skersinį šlifą. Fotografuota automatine mikroskopo kamera VARIO ORTOMAT 2. Didinimas nustatytas pagal objekt-mikrometrą. Storis išmatuotas taip pat profilometru TALYSTEP (Taylor Hobson) pagal laiptuką, selektyviai nuėsdinus dangą iki padėklo. Padarytos titano karbonitrido kompozicinės dangos, suformuotos ant nerūdijančio plieno įuošinių, lituotų sidabro lydmetaliu, šlifo nuotraukos. Kaip matyti iš nuotraukų(neparodytos), titano karbonitrido kompozicinės dangos bendras storis yra vienodas tiek ant nerūdijančio plieno, tiek ant lydmetalio, ir yra apytikriai lygus 10 μτη.
Potencialų skirtumo (mV) tarp pavyzdžių tikrinimas
Tirtos titano karbonitridinės dangos, suformuotos ant įvairių paviršių: nerūdijančio plieno ruošiniai, suvirinimui naudojamo sidabro lydmetalio pavyzdžiai bei titano karbonitrido dangos ant keramikos (sitalas). Matuoti elektrocheminių potencialų skirtumai burnos ertmės modelinėje terpėje (0,4 % NaCl tirpalas) atžvilgiu standartinio sidabro chlorido elektrodo. Nustatyta, kad elektrocheminių potencialų skirtumas įvairiuose bandiniuose buvo toks, kaip parodyta 2-joje lentelėje.
Platina
Nerūdijantis plienas
Karbonitridas ant sitalo
Karbonitridas ant nerūdijančio plieno Karbonitridas ant sidabro lydmetalio
2-oji lentelė
220 - 210 mV 60 - 70 m V 40 - 50 m V 40 - 60 m V 10- 20 mV
Matavimai buvo atlikti kambario temperatūros modelinėje terpėje. Kadangi matuojamo potencialo vertė labai priklauso nuo tiriamo paviršiaus švarumo, visi paviršiai buvo vienodai valomi, visi vienu metu patalpinami į matavimo celę ir potencialo vertės buvo fiksuojamos praėjus 5 minutėms po konkretaus bandinio komutacijos.
Mikrokietumo tikrinimas
Išmatuotas titano karbonitridinės dangos ant įvairių ruošinių kietumas. Matavimai atlikti automatiniu mikrokietmačiu Micro Hardness Tester (LEITZ). Nustatyta, kad suformuotos karbonitridinės kompozicinės dangos kietumas nepriklauso (išbarstymo ribose) nuo dengiamo paviršiaus prigimties. Rezultatai pateikiami 3-ojoje lentelėje.
3-oji lentelė
Medžiaga Prizmės atspaudo Kietumas, HV
įstrižainė
be su be su
dangos karbonitridine dangos karbonitridine
danga danga
Nerūdijantis plienas 1S,5±O,2 7,2±0,2 270,9 1810,9
7,5±0,2 1648,3
Sidabro lydmetalis 25,0±0,2 7,3±0,2 148,35 1739,89
Sitalas 9,l±0,2 7,2±0,2 1119,79 1810,9
Tyrimai parodė, kad apsauginės metalo keraminės dangos, gautos pagal išradimą, pasižymi mechaniniu atsparumu, parametrai atitinka nustatytus reikalavimus.
Ί
Karbonitrido dangų pagal išradimą tikrinant chemines ir fizines savybes buvo tikrintos Puslaidininkių fizikos institute 1996 m. kovo 28 d. gauti tokie analizės rezultatai. Matavimams buvo pateikta 20 nerūdijančio plieno plokštelių ir gilzių, padengti) karbonitrido danga. Iš 20 pavyzdžių atsitiktinai paimti du - plokštelė ir gilzė. Panaudojus elektroninį spektrometrą XSAM 800 išmatuota karbonitrido dangų cheminė sudėtis. Plokštelės ir gilzės dangose atitinkamai rasti šie elementai, sv. %:
titanas (Ti) -27,1 ir 31,8; azotas (N) - 6,7 ir 7,3; anglis (C) -52,3 ir 46,3; deguonis (O) -13,9 ir 14,6;
Analizės rezultatai parodė, kad apsauginės metalo keraminės dangos gamybos būdas pagal išradimą leidžia gauti titano keramiką TiO, kuri pagerina dangos atsparumą trinčiai maždaug 2 kartus, kas labai svarbu ypač ortopedinėje stomatologijoje.
IŠRADIMO APIBRĖŽTIS

Claims (6)

  1. IŠRADIMO APIBRĖŽTIS
    1. Gaminių padegimo apsaugine metalo keramine danga būdas , kai dangą formuoja vakuume jono-plazminiu būdu, besiskiriantis tuo, kad gamini padengia titano sluoksniu, ant kurio, tiekiant reakcijos dujas, formuoja titano karbido sluoksnį, o po to, tiekiant reakcijos dujas, formuoja titano karbonitrido ir titano keramikos homogenišką mišinio sluoksnį arba titano nitrido ir titano keramikos homogenišką mišinio sluoksnį.
  2. 2. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad titano karbido sluoksnį formuoja tiekiant reakcijos dujas, turinčias anglies.
  3. 3. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad titano karbonitrido ir titano keramikos mišinio sluoksnį formuoja tiekiant reakcijos dujas, turinčias azoto, anglies ir deguonies.
  4. 4. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad titano nitrido ir titano keramikos mišinio sluoksnį formuoja tiekiant reakcijos dujas, turinčias azoto ir deguonies.
  5. 5. Būdas pagal 3 punktą, besiskiriantis tuo, kad į padengimo zoną tiekia reakcijos dujas, turinčias azoto, anglies ir deguonies, kurių sudėtis, %:
    azoto 50-80 anglies 10-25 deguonies 10-25.
  6. 6. Būdas pagal 4 punktą, besiskiriantis tuo, kad į padengimo zoną tiekia reakcijos dujas, turinčias azoto ir deguonies, kurių sudėtis,. % ;
    azoto 50-80 deguonies 20 - 50,
LT96-049A 1996-04-16 1996-04-16 Method for coating articles with protective cerametallic coat LT4086B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT96-049A LT4086B (en) 1996-04-16 1996-04-16 Method for coating articles with protective cerametallic coat

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT96-049A LT4086B (en) 1996-04-16 1996-04-16 Method for coating articles with protective cerametallic coat

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT96049A LT96049A (en) 1996-10-25
LT4086B true LT4086B (en) 1996-12-27

Family

ID=19721729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT96-049A LT4086B (en) 1996-04-16 1996-04-16 Method for coating articles with protective cerametallic coat

Country Status (1)

Country Link
LT (1) LT4086B (lt)

Also Published As

Publication number Publication date
LT96049A (en) 1996-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Oxidation behavior of surface-modified titanium for titanium-ceramic restorations
Wiiala et al. Improved corrosion resistance of physical vapour deposition coated TiN and ZrN
EP2199429B1 (en) Decorative component
Lappalainen et al. Some relevant issues related to the use of amorphous diamond coatings for medical applications
Wagner et al. Effect of interfacial variables on metal‐porcelain bonding
US4906524A (en) Surface-coated article and a method for the preparation thereof
Sarraf et al. Repairing the cracks network of hard chromium electroplated layers using plasma nitriding technique
KR101021459B1 (ko) 내손상성 등이 우수한 용사 피막 피복 부재 및 그 제조방법
CN101006193A (zh) 金属产品,制备金属产品的方法和其用途
Mitterer et al. Sputter deposition of decorative boride coatings
JPS62177169A (ja) 装飾性の黒色耐摩耗性皮膜
Oshida et al. Titanium-porcelain system Part I: Oxidation kinetics of nitrided pure titanium, simulated to porcelain firing process
Reiners et al. Decorative optical coatings
JPWO2007023971A1 (ja) 熱放射特性等に優れる溶射皮膜被覆部材およびその製造方法
LT4086B (en) Method for coating articles with protective cerametallic coat
Verné et al. Bioverit® I base glass/Ti particulate biocomposite:“in situ” vacuum plasma spray deposition
Medvedovski et al. Protective coatings for high-temperature steam oxidation in coal-fired power plants
Oquab et al. Oxidation resistant aluminized MCrAlY coating prepared by Sparks Plasma Sintering (SPS)
HANAWA et al. Diffusion of elements in porcelain into titanium oxide
Elsaka et al. Effect of chromium interlayer on the shear bond strength between porcelain and pure titanium
Taherkhani et al. Spectroscopy study of composite coating created by a new method of active screen plasma nitriding on pure aluminum
Couvrat et al. The corrosion tests of amorphous carbon coatings deposited by rf dense plasma onto steel with different chromium contents
Elsaka et al. Influence of chromium interlayer on the adhesion of porcelain to machined titanium as determined by the strain energy release rate
Dorofeeva et al. Change in the structure and corrosion resistance of a nickel-chrome coating on stainless steel during implantation of high energy Al+ and B+ ions
KR20210000050A (ko) 의료용 공구 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM9A Lapsed patents

Effective date: 20000416