Obróbki powierzchniowe w niskotemperaturowej plazmie

Wysokie właściwości użytkowe wytwarzanych warstw zyskały już krajowe i międzynarodowe uznanie, potwierdzone spektakularnymi zastosowaniami w medycynie i przemyśle. Opracowane metody wytwarzania warstw powierzchniowych wykorzystują głównie plazmę nierównowagową, nowe reaktywne atmosfery gazowe, zawierające bezpieczne dla środowiska związki organiczne, także w technologiach hybrydowych. Technologie te są realizowane poprzez łączenie różnych metod obróbek powierzchniowych, takich jak: procesy PDT, PVD, CVD, elektrochemiczne. Tak wytwarzane warstwy należą do najnowocześniejszej generacji warstw antyściernych i antykorozyjnych, umożliwiających także wzrost właściwości mechanicznych obrabianych materiałów konstrukcyjnych i funkcjonalnych, takich jak: różne gatunki stali, tytan i jego stopy, stopy niklu, magnezu, aluminium oraz polimery i kompozyty polimerowe. W Zespole prowadzone są również badania o charakterze podstawowym z zakresu  mechanizmów tworzenia się warstw w warunkach niskotemperaturowej plazmy. Badania dotyczą także szczegółowej charakterystyki wytwarzanych warstw pod względem mikrostruktury, topografii powierzchni, składu chemicznego i fazowego, naprężeń własnych w wytwarzanych warstwach oraz właściwości mechanicznych, chemicznych i biologicznych obrabianych materiałów metalowych i kompozytów polimerowych w aspekcie zastosowań w przemyśle oraz opracowania nowych rozwiązań konstrukcyjnych urządzeń do realizacji w/w procesów.

Tematyki badawcze

• Obróbki cieplno-chemiczne w niskotemperaturowej plazmie
• Procesy fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD)
• Procesy chemicznego osadzania z fazy gazowej (PACVD)
• Technologie hybrydowe z wykorzystaniem niskotemperaturowej plazmy
• Badania struktur i właściwości wytwarzanych warstw powierzchniowych 
   

Oferta badawcza

• obróbki powierzchniowe materiałów konstrukcyjnych i funkcjonalnych w niskotemperaturowej plazmie, w tym procesy hybrydowe. Dobór warunków  technologicznych procesów w aspekcie zwiększania trwałości i niezawodności obrabianych materiałów stosowanych w różnych gałęziach przemysłu, również w medycynie m.in. implanty, instrumentarium medyczne,
• badania struktury, składu fazowego i chemicznego ( SEM, TEM, MO, XRD, EDS, XPS, SIMS),  morfologii i topografii powierzchni ( AFM, profilometr optyczny) wytwarzanych warstw powierzchniowych,
• badania właściwości wytwarzanych materiałów m.in. tribologicznych z zastosowaniem metod badawczych zgodnie z obowiązującymi normami, odporności korozyjnej metodami potencjodynamiczną i spektroskopii impedancyjnej, właściwości mechanicznych,  przyczepności i zwilżalności wytwarzanych warstw,
• modyfikacje konstrukcyjne urządzeń w aspekcie opracowywania nowych procesów technologicznych.
   

Infrastruktura badawcza

• Półprzemysłowe urządzenie do obróbek jarzeniowych stali i stopów tytanu – procesy azotowania, tlenoazotowania, azotonawęglania i azototlenonawęglania jarzeniowego
• Trzy laboratoryjne urządzenia do obróbek jarzeniowych stali, stopów tytanu, stopów niklu, stopów magnezu wykorzystujące zasilacze stałoprądowe oraz impulsowe w zakresie prądowym do 20 A z możliwością prowadzenia procesów z tzw. „aktywnym ekranem”
• Urządzenie do obróbek RF/MW CVD Roth&Rau Microsys 40 z możliwością prowadzenia procesów wytwarzania warstw przy mocy generatorów do 1000W
• Laboratoryjna napylarka jonowa JEOL Fine Coat Ion Sputter JFC-1100
• Napylarka próżniowa JEOL JEE-4X Vacuum Evaporator
• Urządzenie laboratoryjne do wytwarzania powłok metodą rozpylania magnetronowego (jeden target)
• Scratch tester Revetest  (1-200N) firmy CSM Instruments
• Chropowatościomierz kontaktowy Mitutoyo SJ-210N
• Nano scatch tester Vantage firmy Micro Materials, umożliwiający wykonywanie pomiarów przyczepności warstw i powłok metodą scratch-test oraz pomiary nanoindentacyjne w zakresie nacisków od 10µN do 500mN.
   

Projekty

• Wprowadzenie do praktyki klinicznej oryginalnej polskiej wszczepialnej wirowej pompy wspomagania serca oraz systemu zdalnego monitorowania i nadzorowanej zdalnie rehabilitacji pacjentów na wspomaganiu serca– zadanie badawcze pt.: „Transfer technologii wytwarzania klinicznej pompy Religa Heart ROT do pilotażowej produkcji wersji klinicznej protezy oraz wytworzenia partii informacyjnej do badań przedklinicznych i klinicznych, NCBR, STRATEGMED 2 266798
• Penetrator planetarny dla eksperymentu THERMO-LR na misję Luna- Resurs 1, NCBR, 245691 POLON
• Opracowanie i wdrożenie do produkcji niskotemperaturowego ekstraktora wirnikowego dla branży farmaceutycznej, NCBR
   

Współpraca krajowa

• Fundacja Rozwoju Kardiochirurgii, Zabrze
• Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa
• Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, Polska Akademia Nauk, Kraków
• Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski, Sosnowiec
• Astronika sp. z.o.o., Warszawa
• Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych Politechniki Warszawskiej
   

Kontakt

dr hab. inż. Jerzy Robert Sobiecki, prof. uczelni
robert.sobiecki@pw.edu.pl
22 234 85 47
Zakład Inżynierii Powierzchni