V zadnjih letih so trde prevleke dopirane z vanadijem postale zanimive kot samomazivne prevleke pri visoki temperaturi. Njihov majhen koeficient trenja se pripisuje V2O5 fazi, ki nastane pri temperature nad 500°C. Pomembno pa je, da V2O5 faza nastaja z kontrolirano difuzijo vanadija na površino prevleke, ker na tak način obdržimo hkrati majhen koeficient trenja in dobre mehanske lastnosti. V tej študiji smo analizirali kako bi v nanoplastni prevleki bilo možno kontrolirati difuzijo vanadija na površino le-te. Ugotovili smo, da vrhnja plast kromovega oksida deluje kot difuzijska zapora za vanadijeve ione med oksidacijo pri povišani temperature ()500°C). Razlog je ve tem, da se vanadijevi in kromovi oksidi ne mešajo. Posebno pozornost smo namenili oksidacijskim procesom, ki potekajo na mestih nodularnih in drugih defektov.
COBISS.SI-ID: 28907559
Podrobneje smo preučili tribološke lastnosti nanoplastne prevleke CrN/CrVN. Za referenco smo analizirali tudi enoplastne CrN in CrVN prevleke. Na tribološke lastnosti vplivajo številni faktorji. Večina raziskav, ki so bile objavljene v zadnjih letih, je bilo narejenih v laboratorijskih pogojih. V naši študiji pa je bil poudarek na vplivu okoliške atmosfere. Tribološke teste smo naredili na zraku (pri visoki, srednje visoki in nizki vlagi), ter v dušikovi in kisikovi atmosferi. Da bi čimbolje razumeli procese med tribološkim testom, smo mehanizme obrabe raziskovali za vsako prevleko posebej. Opazili smo znatne razlike med rezultati triboloških testov narejenih na zraku, kisiku (pomembna je odsotnost vlage) in dušiku (preprečuje oksidacijo). Najmanjši koeficient obrabe smo izmerili za nanoplastne prevleke.
COBISS.SI-ID: 28214055
Raziskovali smo kako je oksidacijska obstojnost enoplastnih trdih prevlek CrVN, ter nanoplastnih CrN/(Cr,V)N in CrN/(Cr,V)N/VN prevlek odvisna od atomskega razmerja Cr:V. Vse prevleke smo pripravili z magnetronskim naprševanjem v industrijski napravi za nanos. Za pripravo serije vzorcev z različnim razmerjem Cr:V smo uporabili naslednje konfiguracije tarč: a) dva izvira s tarčami sestavljenimi iz dveh delov (Cr in V) v obliki pravokotnega trikotnika; b) dva izvira s prej omenjenima trikotnima tarčama iz Cr in V in dva izvira z Cr tarčami (za nanos CrN/(Cr,V)N): c) dva izvira z trikotnimi tarčami, en izvir s Cr tarčo in en izvir s V tarčo (za depozicijo CrN/(Cr,V)N/VN prevleke). Analiza oksidacijskih mehanizmov vseh treh vrst prevlek je pokazala, da nastane na površini tanka plast krom oksida, ki zavira difuzijo vanadija na površino prevleke. Močno difuzijo vanadija smo opazili na mestih rastnih defektov v prevleki, kjer se tvorijo V2O5 dendritne strukture.
COBISS.SI-ID: 30083879
Defekti so ena večjih ovir pri uporabi trdih prevlek. Čeprav gre za mikroskopske izrastke in vdrtine, pa je na teh mestih močno poslabšana korozijska obstojnost in povečana možnost luščenja prevleke. Koncentracijo defektov smo analizirali s pomočjo statističnih metod ter s preučevanjem morfologije, mikrostrukture in sestave posameznih defektov. Analizirali smo sestavo na mestu defekta in mikrostrukturne značilnosti ter ugotovili, da obstajajo tri osnovne vrste defektov: (i) delci tujega materiala, prekriti z rastočo prevleko – so posledica prahu in luščenja s sten posode, (ii) mikrokapljice, prekrite z rastočo prevleko porozne mikrostrukture, (iii) kotanje, ki so nastale zaradi odluščenja defektov. Raziskave so nadalje pokazale, da defekti izvirajo iz vključkov v podlagah (npr. žveplovi vključki v orodnem jeklu) ali iz samega postopka nanašanja. Oba izvora sta pomembna pri različnih PVD-tehnikah, čeprav defekti, ki izvirajo iz samega procesa, običajno prevladujejo. V procesu nanašanja, različne faze, tj. vakuumiranje, segrevanje podlag, nanašanje in hlajenje, povzročajo nastanek defektov.
COBISS.SI-ID: 27288615
V poglavju »Trde prevleke na rezalnih orodjih in obdelava površin« v knjigi »Comprehensive Materials Finishing« (založba, Elsevier, Oxford) je opisano kako trde zaščitne prevleke na rezalnih orodjih vplivajo na kvaliteto obdelave površin. Opisujemo, kako z načrtovanjem trdih prevlek dosežemo zahtevane lastnosti le-teh. Z uporabo trdih zaščitnih prevlek lahko znatno izboljšamo učinkovitost rezalnega orodja in tudi kvaliteto obdelave površin. Podrobneje obravnavamo kako trde prevleke vplivajo na obrabo rezalnega orodja, na temperaturo rezalnega robu, na oblikovanje odrezka, na hrapavost površine obdelovanca in na notranje napetosti.
COBISS.SI-ID: 29793063