Вплив потужності плазмового розпилення LFG на твердість вуглецевих тонких плівок, що наносяться на сталь SKD11 з використанням цільового матеріалу з батарейних вуглецевих стрижнів

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.198474

Ключові слова:

сталь SKD11, плазмове напилення, акумуляторні стрижні, потужність, LGF, твердість, аргон, осадження, тонкі плівки, вуглець

Анотація

Акумуляторні відходи - це відходи, які можуть завдати шкоди навколишньому середовищу, і в Індонезії досі не налагоджена їх якісна переробка. Хоча відходи батарей містять вуглець, який може бути використаний в якості цільового матеріалу для осадження вуглецевих плівок з використанням плазмового розпилення. Метою даного дослідження є визначення ефекту і оптимального значення потужності генерації плазмового аргону для отримання максимального значення твердості стали SKD11, що забезпечує вироблення потужності. В даному методі використовується плазма у вигляді аргону. Аргонова плазма генерується з використанням LGF 40 кГц. Тонка плівка вуглецю, що синтезується на сталі SKD11, була випробувана для визначення величини твердості з використанням мікротвердості по Віккерсу. Виходячи з результатів експерименту, оптимальна потужність, отримана при 340 Вт з найвищим середнім значенням твердості, становить 316,7 HV. Ґрунтуючись на спостереженні SEM-EDX, можна описати, що порівняння атомарного вуглецю з вуглецевих стрижнів без обробки (1,5%) і вуглецевих тонких плівок на SKD11 з оптимальною енергетичної обробкою (13,36%) показує різні значення. Кількість атомарного вуглецю тонких плівок на SKD11 з енергетичної обробкою вище, ніж у атомарного вуглецю вуглецевих стрижнів без обробки, обумовлює більш високе значення твердості тонких плівок на сталі SKD11 після обробки плазмовим напиленням за оптимальними енергетичними параметрами, ніж у сталі SKD11 без обробки. Сталь SKD11, що має високе значення твердості, що використовується в якості штампів і різання, вимагає високих показників твердості

Біографії авторів

Aladin Eko Purkuncoro, Institute Technology of Nasional Malang Jl. Bendungan Sigura-gura No. 2, Malang, Indonesia, 65145

Departement of Mechanical Engineering

Rudy Soenoko, Brawijaya University Jl. Mayjend Haryono, 167, Malang, Indonesia, 65145

Professor

Department of Mechanical Engineering

Dionysius Joseph Djoko Herry Santjojo, Brawijaya University Jl. Mayjend Haryono, 167, Malang, Indonesia, 65145

Assistant Professor

Department of Physical

Yudy Surya Irawan, Brawijaya University Jl. Mayjend Haryono, 167, Malang, Indonesia, 65145

Assistant Professor

Department of Mechanical Engineering

Посилання

  2. Purkuncoro, A. E., Santjojo, D. J. D. H., Irawan, Y. S., Soenoko, R. (2019). Deposition of Carbon Thin Film by Means of a Low-Frequency Plasma Sputtering Using Battery Carbon Rods as a Target. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 515, 012041. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/515/1/012041
  3. Klotz, K., Weistenhöfer, W., Neff, F., Hartwig, A., van Thriel, C., Drexler, H. (2017). The Health Effects of Aluminum Exposure. Deutsches Aerzteblatt Online, 114 (39), 653–659. doi: https://doi.org/10.3238/arztebl.2017.0653
  4. Tanong, K., Blais, J.-F., Mercier, G. (2014). Metal Recycling Technologies for Battery Waste. Recent Patents on Engineering, 8 (1), 13–23. doi: https://doi.org/10.2174/1872212108666140204004041
  5. Nindhia, T. G. T., Surata, I. W., Atmika, I. K. A., Negara, D. N. K. P., Artana, I. P. G. (2015). Processing Carbon Rod from Waste of Zing-Carbon Battery for Biogas Desulfurizer. Journal of Clean Energy Technologies, 3 (2), 119–122. doi: https://doi.org/10.7763/jocet.2015.v3.179
  6. Nindhia, T. G. T., Surata, I. W., Atmika, I. K. A., Negara, D. N. K. P., Artana, I. P. G. (2015). Processing Carbon Rod from Waste of Zing-Carbon Battery for Biogas Desulfurizer. Journal of Clean Energy Technologies, 3 (2), 119–122. doi: https://doi.org/10.7763/jocet.2015.v3.179
  7. Erdemir, A., Donnet, C. (2006). Tribology of diamond-like carbon films: recent progress and future prospects. Journal of Physics D: Applied Physics, 39 (18), R311–R327. doi: https://doi.org/10.1088/0022-3727/39/18/r01
  8. Chu, P. K., Li, L. (2006). Characterization of amorphous and nanocrystalline carbon films. Materials Chemistry and Physics, 96 (2-3), 253–277. doi: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2005.07.048
  9. Mori, T., Sakurai, T., Sato, T., Shirakura, A., Suzuki, T. (2016). Growth process of hydrogenated amorphous carbon films synthesized by atmospheric pressure plasma enhanced CVD using nitrogen and helium as a dilution gas. Japanese Journal of Applied Physics, 55 (4), 045503. doi: https://doi.org/10.7567/jjap.55.045503
  10. Wen, F., Liu, J., Xue, J. (2017). The Studies of Diamond-Like Carbon Films as Biomaterials: Review. Colloid and Surface Science, 2 (3), 81–95.
  11. Abdelrahman, M. M. (2015). Study of Plasma and Ion Beam Sputtering Processes. Journal of Physical Science and Application, 5 (2). doi: https://doi.org/10.17265/2159-5348/2015.02.007
  12. Plasma Technology (2007). Available at: https://pdf.directindustry.com/pdf/diener-electronic/plasma-technology-diener-electronic/50802-410101.html
  13. Hammadi, O. (2015). Fundamentals of Plasma Sputtering. Nanophotonics and Nanodevices Fabricated by Magnetron Sputtering Technique. doi: http://doi.org/10.13140/RG.2.1.3855.5605
  14. General Catalog of YSS Tool Steels (2015). Available at: https://www.hitachi-metals.co.jp/e/products/auto/ml/pdf/yss_tool_steels_d.pdf
  15. Yu, Z., Wang, Z. G., Yamazaki, K., Sano, S. (2006). Surface finishing of die and tool steels via plasma-based electron beam irradiation. Journal of Materials Processing Technology, 180 (1-3), 246–252. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2006.06.014
  16. Kong, J. H., Sung, J. H., Kim, S. G., Kim, S. W. (2006). Microstructural Changes of SKD11 Steel during Carbide Dispersion Carburizing and Subzero Treatment. Solid State Phenomena, 118, 115–120. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/ssp.118.115
  17. De la Concepción, V. L., Lorusso, H. N., Svoboda, H. G. (2015). Effect of Carbon Content on Microstructure and Mechanical Properties of Dual Phase Steels. Procedia Materials Science, 8, 1047–1056. doi: https://doi.org/10.1016/j.mspro.2015.04.167
  18. Calik, A., Duzgun, A., Sahin, O., Ucar, N. (2010). Effect of Carbon Content on the Mechanical Properties of Medium Carbon Steels. Zeitschrift Für Naturforschung A, 65 (5), 468–472. doi: https://doi.org/10.1515/zna-2010-0512
  19. Jones, B. J., Anguilano, L., Ojeda, J. J. (2011). Argon plasma treatment techniques on steel and effects on diamond-like carbon structure and delamination. Diamond and Related Materials, 20 (7), 1030–1035. doi: https://doi.org/10.1016/j.diamond.2011.06.004
  20. Mróz, W., Burdyńska, S., Prokopiuk, A., Jedyński, M., Budner, B., Korwin-Pawlowski, M. L. (2009). Characteristics of Carbon Films Deposited by Magnetron Sputtering. Acta Physica Polonica A, 116, S-120–S-122. doi: https://doi.org/10.12693/aphyspola.116.s-120
  21. Miyamoto, K. (2000). Fundamentals of Plasma Physics and Controlled Fusion. Available at: http://people.physics.anu.edu.au/~jnh112/AIIM/c17/Miyamoto.pdf
  22. González, J. M., Bertran, E. (2015). Mechanical and Surface Characterization of Diamond-Like Carbon Coatings onto Polymeric Substrate. Available at: https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1509/1509.08512.pdf
  23. Telasang, G., Dutta Majumdar, J., Wasekar, N., Padmanabham, G., Manna, I. (2015). Microstructure and Mechanical Properties of Laser Clad and Post-cladding Tempered AISI H13 Tool Steel. Metallurgical and Materials Transactions A, 46 (5), 2309–2321. doi: https://doi.org/10.1007/s11661-015-2757-z
  24. Aizawa, T., Fukuda, T. (2013). Oxygen plasma etching of diamond-like carbon coated mold-die for micro-texturing. Surface and Coatings Technology, 215, 364–368. doi: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.07.095
  25. Jongwannasiri, C., Watanabe, S. (2014). Effects of RF Power and Treatment Time on Wettability of Oxygen Plasma-Treated Diamond-like Carbon Thin Films. International Journal of Chemical Engineering and Applications, 5 (1), 13–16. doi: https://doi.org/10.7763/ijcea.2014.v5.342
  26. Björling, M., Larsson, R., Marklund, P. (2014). The Effect of DLC Coating Thickness on Elstohydrodynamic Friction. Tribology Letters, 55 (2), 353–362. doi: https://doi.org/10.1007/s11249-014-0364-6

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-04-30

Як цитувати

Purkuncoro, A. E., Soenoko, R., Santjojo, D. J. D. H., & Irawan, Y. S. (2020). Вплив потужності плазмового розпилення LFG на твердість вуглецевих тонких плівок, що наносяться на сталь SKD11 з використанням цільового матеріалу з батарейних вуглецевих стрижнів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(12 (104), 24–29. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.198474

Номер

Том 2 № 12 (104) (2020): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 aladin eko purkuncoro

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.