Nad nowatorską metodą tworzenia ultracienkich warstw grafitu na powierzchniach wygładzanych pracuje badaczka z Politechniki Koszalińskiej. Jej rozwiązanie przyda się m.in. w układach stosowanych w niskich temperaturach.
Poznanie mechanizmów tworzenia niezwykle cienkich warstw grafitu na wygładzanych powierzchniach z różnych materiałów to cel projektu naukowego, którego realizacją zajmuje się dr inż. Katarzyna Tandecka z Wydziału Mechanicznego Politechniki Koszalińskiej. Na jego realizację uzyskała dofinansowanie z Narodowego Centrum Nauki w ramach konkursu MINIATURA. Zaplanowane w ramach grantu badania dotyczą zupełnie nowej, innowacyjnej w skali światowej metody, opracowanej przez zespół naukowców z Politechniki Koszalińskiej.
To alternatywa dla znanych sposobów wytwarzania cienkich powłok węglowych. Wiąże się z wykorzystaniem diamentowych folii ściernych. Wprowadzenie cząsteczek grafitu do przestrzeni między ziarnami diamentowej folii ściernej następuje w sposób ciągły i jest czynnością poprzedzającą proces mikrowygładzania powierzchni. W badanym procesie mikrowygładzania następuje zmniejszanie chropowatości powierzchni i odsłanianie nowych fragmentów obrabianego materiału, które nie kontaktowały się dotąd z otoczeniem. Wiąże się to z wysokimi naciskami lokalnymi, sprzyjającymi tworzeniu cienkich warstw węglowych. W efekcie, w jednym procesie następuje poprawa struktury geometrycznej powierzchni i wytworzenie warstwy węglowej. Wypełnienie przestrzeni między ziarnami cząsteczkami grafitu na powierzchni folii może również nastąpić poprzez zastosowanie płynu obróbkowego zawierającego cząsteczki grafitu.
Tworzenie powłoki grafitowej nie wymaga realizacji odrębnego procesu, jest zintegrowane z procesem wygładzania powierzchni. Procesy wygładzania powierzchni z zastosowaniem diamentowych folii ściernych mogą być realizowane z wykorzystaniem dość prostych układów technologicznych. Osiąganie coraz cieńszych warstw wraz z doskonaleniem opisywanej metody może prowadzić także do innych zastosowań w mikroelektronice.
Ultracienkie warstwy grafitu mogą być szeroko stosowane w warunkach, gdy nie jest możliwe zastosowanie innych metod zmniejszenia współczynnika tarcia w mikromechanizmach. Można je stosować np. w układach wbudowanych w organizmy żywe, a także w innych układach stosowanych w niskich temperaturach lub w nietypowych środowiskach. Przydatne będą do układów nieaktywnych przez pewien okres, od których wymaga się sprawności bez potrzeby dodatkowej konserwacji (układy o utrudnionym dostępie do węzłów kinematycznych, układy stosowane w technice wojskowej lub przeznaczone do zastosowań w próżni i niskich temperaturach).
MK, źródło: PK