Ny kunskap om ytbeläggningar

Med hjälp av ny utrustning på Ångströmlaboratoriet har Ernesto Coronel tittat på mikrostrukturer i ytor som har utsatts för nötning och friktion. Resultaten kan få många tillämpningar i industrin. Avhandlingen läggs fram vid Uppsala universitet den 11 mars. Ernesto Coronel Solving Problems in Surface Engineering and Tribology by Means of Analytical Electron Microscopy ISBN: 91-554-6148-4 Abstract Tribologi kallas läran om smörjning, friktion och nötning. Det är en tvärvetenskap som behandlar vad som händer när två kroppar rör sig i förhållande till varandra under mekanisk kontakt. Tribologin har en enorm ekonomisk betydelse. Kostnader uppstår bland annat genom energiförbrukning genom friktionsförluster, smörjmedelsförbrukning, reparationer, samt förkortade livslängder. Uppskattningar anger att den totala kostnaden uppgår till cirka fem procent av BNP i västerlandet. När två ytor gnids mot varandra bildas ofta tunna skikt i mellanytan, så kallade tribofilmer, genom kemiska reaktioner med omgivningen. Dessa tribofilmer är avgörande för funktionen hos kritiska tribologiska komponenter. Ernesto Coronel har i sin forskning strävat efter att öka förståelsen av tribologiska ytor genom att undersöka mikrostrukturen hos beläggningar och tribofilmer. Eftersom tribofilmernas tjocklek är i storleksordningen ett par miljondels millimeter krävs avancerad utrustning för att studera dem. Ett mikroskop på Ångströmlaboratoriet med en fokuserad jonstråle har gett Ernesto Coronel den möjligheten. Mikrostrukturen studerades hos tre olika beläggningar; titankarbid, titandiborid och tantalkarbid. Ernesto Coronels försök visade att det är möjligt att påverka egenskaperna hos titankarbid genom att ändra innehållet av kol i beläggningen. Genom att ansluta en elektriska spänning till materialet som beläggs var det möjligt att tillverka ett titandiboridskikt som inte flagar även om beläggningen är tjock. När Ernesto Coronel studerade oxidation hos tantalkarbid fick han fram kunskap som kommer att vara behjälplig vid utveckling av nya beläggningar. Ernesto Coronel har också studerat hårdmetallstift för borrning i berg. Resultaten visar att stiften nöts ned genom att berg tränger in i hårdmetallen och bildar en skörare blandning av berg och kobolt. Dessutom har han studerat stellit 21, ett material som bland annat består av det dyra ämnet kobolt. Stellit 21 används i kärnkraftsindustrin och har fördelen att det har mycket låg friktion. Nackdelen är dock att det lätt blir radioaktivt. Därför vill man gärna hitta andra material, med samma låga friktion som stellit 21. Ernesto Coronels studier av stellit 21 ökar förståelsen för varför det har så låg friktion, vilket kommer att underlätta tillverkning av andra material med samma egenskap. Kontaktpersoner: Ernesto Coronel, e-post: Ernesto.Coronel@Angstrom.uu.se, tel: 018-471 63 08, mobil: 0707-22 50 69.