Oznaka poročila: ARRS-RPROJ-ZP-2011-1/28 ZAKLJUČNO POROČILO O REZULTATIH RAZISKOVALNEGA PROJEKTA A. PODATKI O RAZISKOVALNEM PROJEKTU 1. Osnovni podatki o raziskovalnem projektu Šifra projekta L2-9189 Naslov projekta PVD trde prevleke kot alternativa za korozijsko zaščito Fe in Al zlitin Vodja projekta 12616 Darinka Kek Merl Tip projekta L Aplikativni projekt Obseg raziskovalnih ur 3.150 Cenovni razred C Trajanje projekta 07.2007 - 06.2010 Nosilna raziskovalna organizacija 106 Institut "Jožef Stefan" Raziskovalne organizacije -soizvajalke Družbenoekonomski cilj 06. Industrijska proizvodnja in tehnologija . Družbeno-ekonomski cilj1 Šifra 06. Naziv Industrijska proizvodnja in tehnologija 2. Sofinancerji2 1. Naziv PHOS d.o.o -orodja, stroji in tabletiranje, dir. Bogdan Bevec Naslov Parecag 24a, 6333 Sečovlje 2. Naziv Naslov 3. Naziv Naslov B. REZULTATI IN DOSEŽKI RAZISKOVALNEGA PROJEKTA 3. Poročilo o realizaciji programa raziskovalnega projekta3 Raziskovalna hipoteza V prijavi projekta smo si zadali dva poglavitna cilja: a) pripraviti obrabno obstojne prevleke na konvecionalne (ogljikovo jeklo CK45,) in sodobne (aluminijeve zlitine AA2024 in AA7075) konstrukcijske materiale, ki bodo korozijsko obstojne v različnih korozijskih medijih in na podlagi rezultatov elektrokemijskih meritev izbrati najboljšo kombinacijo podlaga/prevleka za posamezno zlitino, ki bo omogočila optimalno korozijsko zaščito. b) nadomestiti ekološko oporečne elektrokemijske postopkov trdega kromanja z ekološko neoporečnim PVD-nanosom tanke plasti CrN in izboljšanje korozijske obstojnost CrN prevlek z minimizacijo mikrostrukturnih defektov, ki nastanejo med nanašanjam zaradi vgrajevanja mikroskopsko majhnih delcev nečistoč. Opis raziskovanja V prvem letu trajanja projekta smo naredili prevleke na osnovi CrN in Ni/CrN. Na pripravljenih prevlekah smo naredili analize površine (topografijo, hrapavosti, kemijska analiza) mehanske in elektrokemijske meritve. Prav tako so bile meritve narejene na samih podlagah (2 vrsti Fe zlitin in 3 vrste Al zlitin). Ugotovili smo, da visokotemperaturni postopek nanašanja CrN plasti iz parne faze ni primeren za podlage iz aluminijevih zlitin. V nadaljevanju smo se zato omejili na nizkotemperaturne procese nanašanja. Kakovost zaščitne prevleke je v veliki meri odvisna od tega, kako dobro so pripravljene podlage. Zato je priprava podlage pravzaprav najpomembnejši del. Razvili smo postrpek čiščenja za Al-zlitine in optimizirali postopek čiščenja Fe-zlitin. Korozijske lastnosti CrN prevlek smo poskusili izboljšati z različno pripravo podlage (brušenje, poliranje, jedkanje) in z nanosom dveh različnih vmesnih plasti Ni in Ni/C-a(amorfni ogljik). Precejšen del raziskav je zajemal študij defektov v trdih CrN prevlekah, ki bistveno zmanjšajo korozijsko obstojnost prevlek. Ugotovili smo, da del defektov v prevleki nastane zato, ker se na površini podlage med mehansko predpripravo pojavijo poškodbe, nekateri defekti so posledica kemijskega čiščenja, preostali defekti pa nastenejo med postopkom nanašanja. Analiza izvora defektov je pomembna, ker lahko na tak način zmanjšamo njihovo koncentracijo. Da bi zmanjšali njihovo koncentracijo smo spreminjali parametre priprave podlage in prevleke. Naredili smo tudi preliminarne depozicije novih kovinskih prevlek na osnovi Al-W. Preliminarne elektrokemijske meritve so pokazale bistveno izboljšanje korozijskih lastnosti v primerjavi s CrN prevlekami, predvsem na podlagah iz aluminijeve zlitine. Raziskave in primerjava lastnosti med kovinskimi prevlekami in CrN prevlekami so v teku. Del raziskav smo naredili v sodelovanju s podjetjem PPG, Pittsburg, USA. V drugem in tretjem letu izvajanja projekta je bilo težišče na dveh dejavnostih. Prvo je nanos kovinskih prevlek na osnovi aluminija: Al-W, Al-Ta, Al-Cr drugo pa natančna karakterizacija prevlek. Slednje je vključevalo analizo strukturnih, mehanskih in elektrokemijskih lastnosti prevlek. To je tudi v skladu s časovno razporeditvijo, predvideno ob prijavi projekta. Nadaljevali smo tudi prizadevanja iz prvega leta projekta, da bi z ustrezno predpripravo vzorcev in parametrov nanašanja čim bolj zmanjšali gostoto defektov. Za nanos prevlek na osnovi aluminija (Al-W, Al-Ta, Al-Cr) je bilo treba najprej pripraviti tarče, saj komercialno niso na voljo. Za osnovo smo uporabili standardne tarče iz aluminija, v katere smo vstavili različno število volframovih, tantalov in kromovih čepov. Največ raziskav smo naredili z volframom, ki je (iz literature) obetal najboljše rezultate. Pripravili smo različne tarče. S tem smo spreminjali razmerje Al:W v nanesenih plasteh. Za boljšo adhezijo smo predhodno nanesli tanko plast kroma (debeline cca. 100 nm), kar se je pokazalo kot ugodna rešitev tudi s stališča izboljšanja korozijske zaščite. Ugotovili smo, da so lastnosti plasti Al-W močno odvisne od razmerja Al:W (tj. od števila volframovih čepov v aluminijevi tarči). Z deležem volframa pada povprečna velikost zrn, tako da se mikrostruktura iz finozrnate približuje amorfni. Z deležem volframa tudi raste mikrotrdota, ki v skrajnem primeru za faktor štiri preseže mikrotrdoto osnovnega materiala, tj. aluminijeve zlitine 2024. Kot je bilo predvideno v prijavi, smo mikrostrukturo analizirali z vrstičnim elektronskim mikroskopom, mikrotrdoto pa z nanoindenterjem. Najbolj dramatične razlike pa smo ugotovili z elektrokemijskimi metodami. Meritve so potekale v konvencionalni trielektrodni korozijski celici v 0,1 M raztopini NaCl. Metode dela so vključevale: potenciodinamske meritve, elektrokemijsko impedančno spektroskopijo (EIS) in analizo površine vzorca z vrstično elektronsko mikroskopijo po končanem korozijskem preskusu. Rezultati so pokazali, da se korozijska obstojnost aluminijeve zlitine poveča za dva do tri velikostne rede, če nanjo nanesemo ustrezno prevleko Al-W. Gostota korozijskega toka pa je manjša za red velikosti. Čeprav je bila dobra obstojnost proti koroziji do neke mere pričakovana, pa je bilo takšno izboljšanje presenečenje. S tem smo potrdili izjemen potencial prevlek Al-W za zaščito aluminijevih zlitin pred korozijo. Ker so prevleke Al-W tudi trše, polega korozijske zaščite nudijo tudi zaščito proti obrabi. Za korozijsko odpornost smo poleg elektrokemijskih metod uporabili tudi test v slani komori. Sledji je potekal po standardu ISO 9227 (salt spray test). Gre za določevanje relativne korozijske odpornosti materialov v kontrolirani vlažni slani atmosferi (5% NaCl, pri T=35 °C, 195 h). Preiskušance smo pred, med in po preskusu poslikali z digitalnim fotoaparatom in stereomikroskopom. Rezultati so pokazali, da je najmanj korozijskih napadov na prevlekah, ki so vsebovale največji delež voframa. CrN prevleke na podalgah iz aluminijevih zlitin so že po nekaj urah kazala veliko korozijskih napadov po vsej površini. Ti rezultati so ujemajo z rezultati, ki smo jih dobili z elektrokemijskimi metodami. Raziskave prevlek na osnovi Al-Ta in Al-Cr so pokazale podobne lasnosti kot pri Al-W prevlekah. Glavna razlika je ta, da so te prevleke nekoliko mehkejše. S stališča zaščite teh prevlek proti obrabi, to pomeni slabše lastnosti. V okviru tega projekta smo tekom vseh treh let naredili tudi preizkusne nanose CrN, TiAlN in CC+C trdih zaščitnih prevlek na orodja, ki se uporabljajo v farmacevtski industriji za izdelovanje tablet. Orodja (trni-tabletirke in matrice) so bila narejena v podjetju PHOS d.o.o. iz Paracega, ki je sofinancer tega projekta. Prvotno se je za zaščito tabletirk uporabljal elektrokemijski postopek zaščite s trdim kromom. Iz ekoloških razlogov se ga danes nadomešča s trdimi PVD-prevlekami. Tako orodja za odtiskovanje profilov kot tudi trni za stiskanje prahov v tablete so izdelane iz korozijsko zelo obstojnega in trdega orodnega jekla OCR12VM. Tabletirke so med obratovanjem izpostavljene veliki abrazijski in adhezijski obrabi, med čiščenjem po končani seriji pa še korozijski obrabi. V okviru projekta so raziskave potekale v več smereh: • sistematične raziskave mehanskih in mikrostrukturnih lastnosti orodnih jekel-OCR12, ki služijo kot podlaga za nanos PVD prevlek. • preučevanje parametrov, ki vplivajo na adhezijo prevlek npr. čiščenje tabletirk, temperatura popuščanja, parametri nanašanja v vakuumsi komori. • študij korozijskih lastnosti v kislem in rahko alkalnem mediju za dve vrsti orodnega jekla (OCR12VM in OSIKRO). • nanos trdih zaščitnih prevlek CrN in TiAlN in osnovne analize prevlek Ključne ugotovitve, znanstvena spoznanja ter rezultati in učinki raziskovalnega projekta Rezultati raziskovalnega projekta: • Uspešno smo razvili nove prevleke za korozijsko zaščito aluminijana. Učinkovita korozijska zaščita Al-zlitin, ki se uporabljajo v letalski in avtomobilski industriji predstavlja še vedno velik problem. Pospešeno se iščejo alternativni postopki ekološko oporečnim kromatim prevlekam. Ena od realnih možnosti so PVD prevleke. Naše raziskave so pokazale, da se z novimi PVD prevlekami korozijska odpornost Al-zlitin poveča do 100 - krat. • Elektrokemijski krom smo uspešno nadomestili s PVD prevleko (CrN, TiAlN in CC+C), ki smo jo nanesli na tabletirke, katere se uporabljejo v farmacevtski industriji. Najboljše rezultate kažejo goste nanostrukturne prevleke z malo napakami. Konkretni rezultat je razširitev proizvodnega programa za različne vrste tabletirk, ki jih uporabljajo farmacevtska podjetja v Sloveniji (Lek, Krka) kot tudi v tujini (Pliva, Krka Rusija). • Primerjalne analize uporabe prevlek CrN (ki sicer dajo dobre rezultate na jeklu) so pokazale precej skromnejši efekt na podlagah iz aluminijeve zlitine. Izboljšanje smo dosegli le z uporabo vmesnih plasti niklja oz. kombinacije niklja in amorfnega ogljika (Ni/a-C). Minimalno izboljšanje smo tudi dosegli s prilagojeno predpripravo vzorcev (brušenje, poliranje). Ker je bilo povečanje obstojnosti pred korozijo premajhno, da bi upravičilo dodatni korak predpriprave oz. nanosa vmesne plasti, lahko smatramo, da takšna kombinacija (aluminijeve zlitine/CrN) ne prinaša napredka v realnih industrijskih pogojih. Prevleke na osnovi CrN torej niso primerne za zaščito aluminijevih zlitin pred korozijo. • Znanja in izkušnje, ki smo jih pridobili z nanosom tako različnim materialov kot sta aluminij in volfram, bomo uporabili pri razvoju materialov za potrebe biomedicine. Tukaj bomo poskusili pripraviti antibakterijske prevleke, kjer bo mehko srebro kot dodatek trdi keramični prevleki. 4. Ocena stopnje realizacije zastavljenih raziskovalnih ciljev4 Ocena stopnje realizacije zastavljenih raziskovalnih ciljev V prijavi projekta smo si kot enega od ciljev zastavili razvoj prevleke za korozijsko zaščito aluminijevih zlitin. V ta namen smo kot možno rešitev navedli vrsto potencialno primernih prevlek. Čeprav se je pri eni od njih (CrN) rezultat pokazal kot neuspešen, pa smo dosegli odlične protikorozijske lastnosti druge potencialno primerne prevleke (Al-W). V kombinaciji z relativno visoko trdoto je prevleka Al-W več kot zadostila zastavljenim ciljem iz segmenta prevlek za korozijsko zaščito aluminijevih zlitin. V projektni prijavi opisan nabor analitskih tehnik smo uporabili v predvidenem obsegu. Pri tem smo dali nekoliko večji poudarek metodam za analizo korozijskih procesov. S tem lahko rečemo, da je poznavanje korozijskega obnašanja zlitin Al-W, Al-Ta and Al-Cr (v manjši meri pa tudi CrN) na podlgah iz aluminijeve zlitine dobro poznamo. Drugi pomemben cillj je bil nadomestiti ekološko oporečno prevleko. Elektrokemijski krom smo uspešno nadomestili s PVD prevleko, ki smo jo nanesli na tabletirke, katere se uporabljejo v farmacevtski industriji. Najboljše rezultate kažejo goste nanostrukturne prevleke z malo napakami. 5. Utemeljitev morebitnih sprememb programa raziskovalnega projekta oziroma sprememb, povečanja ali zmanjšanja sestave projektne skupine5 ni sprememb 6. Najpomembnejši znanstveni rezultati projektne skupine6 Znanstveni rezultat 1. Naslov SLO Vpliv gostote napak na korozijske lastnosti PVD prevlek ANG Role of the defect density on corrosion resistance PVD coatings Opis SLO V prispevku je opisana povezava med gostoto defektov na prevlekah (CrN in TiAlN na podlagah iz železivih zlitin) in korozijskimi lastnostmi. Korozijske meritve smo izvedli z elektrokemijskimi meritvami v nevtralni raztopini kloridnih ionov v kombinaciji s površinsko analizo defektov-vrstično elektronsko mikroskopijo. Prevleke, ki so imele večjo koncentracijo defektov kažejo tudi za dva veikostna reda in več slabše korozijske lastnosti. ANG The paper describes the relationship between the density of defects in the coatings (CrN and TiAlN on surfaces of cast iron) and corrosion properties. Corrosion measurements were performed by electrochemical measurements in neutral solution of chloride ions in combination with surface analysis defect-scanning electron microscopy. Coating, which had a higher concentration of defects is also reflected by two orders of magnitude or more worse corrosion properties. Objavljeno v Plasma processes and polymers, Vol. 4, IssueS1, 2007., str. S613-S617 Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 20922663 2. Naslov SLO Ugotovitev izvora defektov med rastjo trdih prevlek ANG Determination of origins of defects during the growth of hard coating Opis SLO 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. 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. ANG Defects are one of the major obstacles in application of hard coatings. The corrosion resistance on these spots is severely reduced and the possibility of delamination is increased. We analyzed the composition on the spot of the defect and microstructural properties and found out that there are three types of defects: (i) pieces of foreign material, covered by the growing coating - they are a consequence of dust and delamination from chamber walls, (ii) microdroplets, covered by the growing coating with a porous microstructure, (iii) depressions, formed after delamination of the defects. Objavljeno v P. Panjan, D. Kek Merl, F. Zupanic, M. Cekada, M. Panjan, Surf. Coat. Technol., 2008, vol. 202, no. 11, p. 2302-2305 Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 21467175 3. Naslov SLO Modifikacija površine tankih plasti WTi na podlagi Si z nanosekundnimi laserskimi pulzi ANG Surface modification of a WTi thin film on Si substrate by nanosecond laser pulses Opis SLO Delo obsega širše podorčje razumevanja tankih kovinskih plasti na osnovi volframa. Preiskovali smo interakcijo pulzov laserskega žarka s površino plasti in analizirali tako nastale poškodbe. Opazili smo tri skupine poškodb:ablacija, modifikacija in sprememba morfologije. Določili smo mejne vrednosti za nastanek takšnih poškodb. ANG The work encompasses a broad field of understanding thin metallic layers based on tungsten. We studied the interaction of laser pulses with the film surface and analyzed the failures. We found three types of failures: ablation, modification and morphology change. We determined the thresholds for the appearance of these failures. Objavljeno v Laser phys., 2009, vol. 19, no. 8, str. 1844-1849 Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 22854439 4. Naslov SLO Correlation between hardness and stress in Al-(Nb, Mo, Ta) thin films ANG Correlation between hardness and stress in Al-(Nb, Mo, Ta) thin films Opis SLO Tanke plasti Al-(-Nb, Mo, Ta), debeline 325 do 400nm so bili nareje s magnetronsko kodepozicijo pri sobni temperaturi. Za vse sestave zlitin Al(-Nb, Mo, Ta) mikrotrdoto dominira trši element. Mikrotrdota monotonično pada z naraščajočim deležem aluminija. Mikrotrdota amorfne AlTa plasti je bila višja od masivnega Ta. ANG The thin films of Al (-Nb, Mo, Ta) were prepared by magnetron codeposition at room temperature. The average film thickness was from 325 to 400 nm, depending on the film composition. For all the Al-(Nb, Mo, Ta) alloy compositions, the microhardness is predominantly under the influence of the harder element, and monotonically decreases with the increase of the aluminum content. However, the microhardness of the amorphous AlTa films was higher than the bulk value of a harder element (Ta) in the alloy. Objavljeno v Thin solid films. [Print ed.], 2009, vol. 517, no. 16, str. 4605-4609. Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 22687527 5. Naslov SLO Vpliv rotacije med naprševanjem na stehiometrijo TiAlN/CrNx ANG The influence of rotation during sputtering on the stoichiometry of TiAlN/CrNx Opis SLO Raziskava je osredotočena na boljše razumevanje mehanizmov rasti prevlek na osnovi TiAlN in CrN med naprševanjem. V nasprotju z razširjenim prepričanjem, da je plast CrN homogena, smo ugotovili, da se znotraj posamezne plasti spreminja tako kemijska sestava kot tudi kristalna struktura. Pojav smo razložili s kompleksno rotacijo podlag v sistemu za naprševanje. ANG The research is focussed on better understanding of growth mechanisms during sputtering of coatings based on TiAlN and CrN. In contrast to a widespread opinion that the CrN layer is homogeneous, we found out that within the layer, both chemical composition and crystal structure varies. The effect was explained by a complex rotation of substrates in the sputtering apparatus. Objavljeno v Surf. Coat. Technol. 203 (2008) 554-557 Tipologija 1.01 Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID 22190375 7. Najpomembnejši družbeno-ekonomsko relevantni rezultati projektne skupine6 Družbeno-ekonomsko relevantni rezultat 1. Naslov SLO Razvoj novih prevlek za korozijsko zaščito aluminija: mednarodni industrijski projekt, PPG, Pittsburg, ZDA. ANG Development of new coatings for corrosion protection of Al-alloys; Industry international Project, PPG, Pittsburg, USA Opis SLO Učinkovita korozijska zaščita Al-zlitin, ki se uporabljajo v letalski in avtomobilski industriji predstavlja še vedno velik problem. Pospešeno se iščejo alternativni postopki ekološko oporečnim kromatim prevlekam. Ena od realnih možnosti so PVD prevleke. Naše raziskave so pokazale, da se z novimi PVD prevlekami korozijska odpornost Al-zlitin poveča do 100 - krat. ANG Effective corrosion protection of Al-alloys in aircraft and automotive industry is still big problem. Attempts have been made to find an alternative protection of Al- alloys. Non of them has completely replace the chromate coating. One of the possible alternative procedures of ecological unfriendly chromate coatings, are coatings prepared by PVD procedure. Our result show, that corrosion resistance of Al-alloys with PVD coatings increase up to 100-times. Šifra D.06 Zaključno poročilo o tujem/mednarodnem projektu Objavljeno v (IJS delovno poročilo, 9668, confidential). 2007 Tipologija 2.12 Končno poročilo o rezultatih raziskav COBISS.SI-ID 21126695 2. Naslov SLO Razvoj prevlek na osnovi TiAlN in ogljika (a-CN) in uvedba le-teh v proizvodnjo ANG Development of TiAlN and carbon based(a-CN) coatings and introduced them into production Opis SLO Razvili smo prevleke na osnovi TiAlN in amorfnega ogljika (a-CN), ki so primerne za zaščito orodij v farmacevtski industriji za izdelovanje tablet. Prevleke smo nanesli na podlage iz orodnega jekla OCR12VM. Prvotno se je za zaščito tabletirk uporabljal elektrokemijski postopek zaščite s trdim kromom. Iz ekoloških razlogov se ga danes nadomešča s trdimi PVD-prevlekami. ANG We have developed a coating based on TiAlN and amorphous carbon (a-CN), which are appropriate to protect tools in the pharmaceutical industry for making tablets. TiAlN-based coatings and carbon (a-CN) on the the steel substrate (OCR12VM) were prepared. Initially, electrochemical process protection with a hard chrome, were used for this purpose. From ecological reasons, it is now being replaced by hard-PVD coatings. Šifra F.09 Razvoj novega tehnološkega procesa oz. tehnologije Objavljeno v IJS delovno poročilo, 10439 Tipologija 2.13 Elaborat, predštudija, študija COBISS.SI-ID 23542311 3. Naslov SLO PVD-prevleke za korozijsko zašcito aluminijevih zlitin ANG PVD-coatings for corrosion protection of Al-alloys Opis SLO V prispevku smo predstavili razvoj prevlek na osnovi Al-W za zašcito aluminijevih zlitin pred korozijo. Težišce dela je na elektrokemijskih meritvah, s katerimi smo ovrednotili, da prevleke Al-W zagotavljajo za dva do tri velikostne rede boljšo obstojnost proti koroziji v primerjavi z neprekritim materialom (aluminijeva zlitina 2024). ANG In the paper we presented the development of Al-W-based coatings for protection of aluminium alloys against corrosion. The highlight of the work is electrochemical measurements which were used to prove that the Al-W coatings assure two to three orders of magnitude better corrostion protection against bare material (aluminium alloy 2024). Šifra B.03 Referat na mednarodni znanstveni konferenci Objavljeno v 12th Joint vacuum conference, Programme & book of abstracts (2008) 40. Tipologija 1.12 Objavljeni povzetek znanstvenega prispevka na konferenci COBISS.SI-ID 22078503 4. Naslov SLO Korozijske lastnosti Al-Ta prevleke na Al-zlitinah ANG Corrosion behaviour of sputter-deposited Al-Ta coatings on Al-alloys Opis SLO V prispevku smo predstavili razvoj prevlek na osnovi Al-Ta za zaščito aluminijevih zlitin pred korozijo. Težišče dela je na strukturni karakterizaciji in elektrokemijskih meritvah, s katerimi smo ovrednotili, da prevleke Al-Ta zagotavljajo za dva do tri velikostne rede boljšo obstojnost proti koroziji v primerjavi z neprekritim materialom. ANG In the study we presented the development of Al-Ta-based coatings for protection of aluminium alloys against corrosion. The highlight of the work is structural characterisations and electrochemical measurements which were used to prove that the Al-Ta coatings assure two to three orders of magnitude better corrosion protection against bare material (aluminium alloy 7075). Šifra B.03 Referat na mednarodni znanstveni konferenci Objavljeno v EUROCORR 2009, The European Corrosion Congress, 6-10 September 2009, Nice, France. Corrosion from the nanoscale to the plant : book of abstracts. [s. l.]: [s. n.], 2009, str. 155. Tipologija 1.12 Objavljeni povzetek znanstvenega prispevka na konferenci COBISS.SI-ID 22885927 5. Naslov SLO Alternativna korozijska zaščita aluminijevih zlitin ANG Alternative corrosion protection of Al-alloys Opis SLO Učinkovita korozijska zaščita Al-zlitin predstavlja še vedno velik problem. Naravni aluminijev oksid ni dovolj odporen na močno korozijsko okolje niti ne predstavlja dobre podlage za barvanje. V literaturi je bilo kar nekaj poskusov zaščite Al zlitin. Ker nobeden izmed navedenih alternativnih postopkov še ni popolnoma nadomestil kromatne prevleke, potekajo raziskave naprej. Možna alternativa ekološko oporečnim kromatnim prevlekam so lahko prevleke, ki so pripravljene s PVD postopki. Ta možnost je doslej relativno slabo raziskana. ANG Effective corrosion protection of Al-alloys is still a major problem. Natural aluminum oxide is not sufficiently resistant to corrosion environment, nor a good base for painting. In literature, there were several attempts to protect Al alloys. Since none of these alternative procedures are not fully replacing chromate coating, research is going on. Possible alternatives for substitution of chromate coating could be PVD-coating. This option is, so far relatively poorly investigated. Šifra E.03 Drugo Objavljeno v invated talk ; Belgrade: Institute of Nuclear Sciences, Atomic Physics Laboratory, 24. Oct. 2008 Tipologija 3.25 Druga izvedena dela COBISS.SI-ID 22130983 8. Drugi pomembni rezultati projetne skupine8 BAJAT, Jelena B., MILOŠEV, Ingrid, JOVANOVIC, Željka, MIŠKOVIC-STANKOVIC, Vesna B. Studies on adhesion characteristics and corrosion behaviour of vinyltriethoxysilane/epoxy coating protective system on aluminium. Appl. surf. sci.. [Print ed.], 2010, vol. 256, no. 11, str. 3508-3517. [COBISS.SI-ID 23461671] BAJAT, J. B., MILOŠEV, Ingrid, JOVANOVIC, Ž., JANCIC-HEINEMANN, R. M., DIMITRIJEVIC, Milan R., MIŠKOVIC-STANKOVIC, V. B. Corrosion protection of aluminium pretreated by vinyltriethoxysilane in sodium chloride solution. Corros. sci.. [Print ed.], 2010, vol. 52, no. 3, str. 1060-1069. [COBISS.SI-ID 23376935] PANJAN, Peter. Analiza obrabe tabletirke zašcitene s trdim kromom (HC) (7/2008, TH16 06,TH16 08) : PHOS Secovlje, (IJS delovno porocilo, 10430). 2009. [COBISS.SI-ID 23544615] PANJAN, Peter. Quality report : PHOS Secovlje : barch no. 589, (IJS delovno porocilo, 10436).2009. [COBISS.SI-ID 23543079] PANJAN, Peter. Quality report : PHOS Secovlje : barch no. 590, (IJS delovno porocilo, 10435). 2009. [COBISS.SI-ID 23543335] PANJAN, Peter. Quality report : PHOS Sečovlje : batch no. 302, (IJS delovno poročilo, 10438).2009. [COBISS.SI-ID 23542567 9. Pomen raziskovalnih rezultatov projektne skupine9 9.1. Pomen za razvoj znanosti10 SLO_ Pokazali smo, da so PVD postopki odlična tehnika za pripravo zlitin, ki jih sicer ne moremo pripraviti z ravnotežnimi postopki. Na ta načn dobimo zlitine dveh ali več materialov, katerih temperaturi tališča sta zelo različni; v našem primeru aluminij-volfram in aluminij-tantal ali krom. Prav tako so lastnosti novih neravnotežnih zlitin povsem drugačne od vsakega posameznega elementa. Tu igra pomemno vlogo mikrostruktura zlitine. Mikrostrukturne raziskave smo povezali z elektrokemijskimi raziskavami. Področje raziskav korozijskih lastnosti oplemenitenih tehnoloških materialov s trdimi zaščitnimi prevlekami predstavlja interdisciplinarno smer, saj povezuje osnovna znanja s področja elektrokemije, fizike površin, površinske analize, metalurgije, tribologije in plazemskih površinskih tehnologij. Rezultati vseh treh letih trajanja projekta so prispevali k osnovnim znanjem o trdih prevlekah. Le-to je ključnega pomena, če želimo uspešno nadomesti galvanske prevleke. ANG_ We have shown that the PVD processes are the excellent technique for alloys that can not be prepared by equilibrium processes. In this way we get an alloy of two or more materials with a different melting temperature, in our case, aluminium-tungsten or aluminium tantalum. The properties of such alloys may be very different from properties of the equilibrium alloys. The microstructure plays important role. Microstructure investigation of nanocrystalline hard coatings were connected with the electrochemical investigations. The research field of corrosion investigation of technological materials covered with the noble hard coatings present interdisciplinary line; that can connect the basic knowledge of electrochemistry, surface physics, surface diagnostic, metallurgy, tribology and surface plasma technologies. The research from all three years contributed to basic understanding of the hard coating behaviour. This is the key for successfully replacement galvanic coating with the environmental friendly coatings 9.2. Pomen za razvoj Slovenije11 SLO_ Elektrokemijski postopki nanašanja funkcionalnih in dekorativnih prevlek se v slovenski strojni in elektroindustriji zelo pogosto uporabljajo. Zaradi poostrene evropske in svetovne zakonodaje na podrocju zaščite okolja so uporabniki prisiljeni omenjene zdravju in okolju nevarne postopke nadomestiti z ekološko neoporečnimi vakuumskimi postopki. PVD-prevleke so se izkazale kot realna alternativa. Z njimi lahko pripravimo tako kovinske in keramične prevleke kot tudi različne zlitine. V zvezi s tem projektom smo upešno sodelovali s podjetjem PHOS-Orodja, stroji in tabletiranje. K sodelovanju bomo povabili tudi ostala slovenska podjetja, ki v svoji proizvodnji uporabljajo galvanske postopke. Rezultati projekta so pokazali, da lahko PVD postopke uspešno uporabimo tudi za zaščito aluminijevih zlitin. ANG Electrochemical coating processes are widely used in Slovenian machine -and Electro-industry. Due to strictly environmental regulations of European Commissions, this industry will have to replace galvanic coating with the dry deposition processes. Physical vapour deposition-PVD are promising alternative. Metal, alloys and ceramics coatings can be made by PVD deposition processes. With this topic we were successfully co-operating with the PHOS - Orodja, Stroji in tabletiranje, Secovlje and we are planning to invite the other Slovenian industry using galvanic coating in their production. Project results showed that the PVD processes cab be successfully applied for the protection of aluminum alloys. 10. Samo za aplikativne projekte! Označite, katerega od navedenih ciljev ste si zastavili pri aplikativnem projektu, katere konkretne rezultate ste dosegli in v kakšni meri so doseženi rezultati uporabljeni Cilj F.01 Pridobitev novih praktičnih znanj, informacij in veščin Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti d F.02 Pridobitev novih znanstvenih spoznanj Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti d F.03 Večja usposobljenost raziskovalno-razvojnega osebja Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti d F.04 Dvig tehnološke ravni Zastavljen cilj ♦> DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti d F.05 Sposobnost za začetek novega tehnološkega razvoja Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.06 Razvoj novega izdelka Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.07 Izboljšanje obstoječega izdelka Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen d Uporaba rezultatov V celoti d F.08 Razvoj in izdelava prototipa Zastavljen cilj .) DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.09 Razvoj novega tehnološkega procesa oz. tehnologije Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.10 Izboljšanje obstoječega tehnološkega procesa oz. tehnologije Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen ^J Uporaba rezultatov V celoti ^J F.11 Razvoj nove storitve Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.12 Izboljšanje obstoječe storitve Zastavljen cilj .> DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.13 Razvoj novih proizvodnih metod in instrumentov oz. proizvodnih procesov Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.14 Izboljšanje obstoječih proizvodnih metod in instrumentov oz. proizvodnih procesov Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.15 Razvoj novega informacijskega sistema/podatkovnih baz Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.16 Izboljšanje obstoječega informacijskega sistema/podatkovnih baz Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.17 Prenos obstoječih tehnologij, znanj, metod in postopkov v prakso Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.18 Posredovanje novih znanj neposrednim uporabnikom (seminarji, forumi, konference) Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen ^J Uporaba rezultatov V celoti d F.19 Znanje, ki vodi k ustanovitvi novega podjetja ("spin off") Zastavljen cilj © DA O NE Rezultat Dosežen ^J Uporaba rezultatov V celoti ^J F.20 Ustanovitev novega podjetja ("spin off") Zastavljen cilj D DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.21 Razvoj novih zdravstvenih/diagnostičnih metod/postopkov Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.22 Izboljšanje obstoječih zdravstvenih/diagnostičnih metod/postopkov Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.23 Razvoj novih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.24 Izboljšanje obstoječih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev Zastavljen cilj D DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.25 Razvoj novih organizacijskih in upravljavskih rešitev Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.26 Izboljšanje obstoječih organizacijskih in upravljavskih rešitev Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.27 Prispevek k ohranjanju/varovanje naravne in kulturne dediščine Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.28 Priprava/organizacija razstave Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.29 Prispevek k razvoju nacionalne kulturne identitete Zastavljen cilj .> DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.30 Strokovna ocena stanja Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.31 Razvoj standardov Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.32 Mednarodni patent Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.33 Patent v Sloveniji Zastavljen cilj D DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.34 Svetovalna dejavnost Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d F.35 Drugo Zastavljen cilj O DA © NE Rezultat d Uporaba rezultatov d Komentar 11. Samo za aplikativne projekte! Označite potencialne vplive oziroma učinke vaših rezultatov na navedena področja Vpliv Ni Majhen Srednji Velik vpliva vpliv vpliv vpliv G.01 Razvoj visoko-šolskega izobraževanja G.01.01. Razvoj dodiplomskega izobraževanja O 0 o o G.01.02. Razvoj podiplomskega izobraževanja O 0 o o G.01.03. Drugo: O o o o G.02 Gospodarski razvoj G.02.01 Razširitev ponudbe novih izdelkov/storitev na trgu o o o 0 G.02.02. Širitev obstoječih trgov O o 0 o G.02.03. Znižanje stroškov proizvodnje o 0 o o G.02.04. Zmanjšanje porabe materialov in energije O 0 O O G.02.05. Razširitev področja dejavnosti o o 0 o G.02.06. Večja konkurenčna sposobnost o o 0 o G.02.07. Večji delež izvoza o o 0 o G.02.08. Povečanje dobička o o 0 o G.02.09. Nova delovna mesta 0 o o o G.02.10. Dvig izobrazbene strukture zaposlenih 0 O O O G.02.11. Nov investicijski zagon 0 o o o G.02.12. Drugo: o o o o G.03 Tehnološki razvoj G.03.01. Tehnološka razširitev/posodobitev dejavnosti O O 0 O G.03.02. Tehnološko prestrukturiranje dejavnosti 0 O O O G.03.03. Uvajanje novih tehnologij o o 0 o G.03.04. Drugo: o o o o G.04 Družbeni razvoj G.04.01 Dvig kvalitete življenja o o 0 o G.04.02. Izboljšanje vodenja in upravljanja o 0 o o G.04.03. Izboljšanje delovanja administracije in javne uprave 0 O O O G.04.04. Razvoj socialnih dejavnosti 0 o o o G.04.05. Razvoj civilne družbe 0 o o o G.04.06. Drugo: o o o o G.05. Ohranjanje in razvoj nacionalne naravne in kulturne dediščine in identitete 0 O O O G.06. Varovanje okolja in trajnostni razvoj o o 0 o G.07 Razvoj družbene infrastrukture G.07.01. Informacijsko-komunikacijska infrastruktura 0 O O O G.07.02. Prometna infrastruktura 0 o o o G.07.03. Energetska infrastruktura 0 o o o G.07.04. Drugo: o o o o i G.08. Varovanje zdravja in razvoj zdravstvenega varstva O O ® O G.09. Drugo: o o o o Komentar 12. Pomen raziskovanja za sofinancerje, navedene v 2. točki— 1. Sofinancer PHOS d.o.o -orodja, stroji in tabletiranje, dir. Bogdan Bevec Vrednost sofinanciranja za celotno obdobje trajanja projekta je znašala: 35.492,00 EUR Odstotek od utemeljenih stroškov projekta: 25,00 % Najpomembnejši rezultati raziskovanja za sofinancerja Šifra 1. Vpliv gostote napak na korozijske lastnosti PVD prevlek A.01 2. Ugotovitev izvora defektov med rastjo trdih prevlek A.01 3. Nadomeščanje elektrokemijskega trdega kroma s PVD prevleko na osnovi CrN F.09 4. Razvoj prevlek na osnovi TiAlN in ogljika (a-CN) in uvedba le-teh v proizvodnjo F.09 5. Sistematične raziskave mehanskih in mikrostrukturnih lastnosti orodnih jekel -OCR12, ki služijo kot podlaga za nanos PVD prevlek. F.01 Komentar Ocena Elektrokemijski krom smo uspešno nadomestili s PVD prevleko, ki smo jo nanesli na tabletirke, katere se uporabljejo v farmacevtski industriji. Najboljše rezultate kažejo goste nanostrukturne prevleke z malo napakami. V okviru tega projekta, ki se je pričel izvajati 1.7.2007 je bilo narejenih več preizkusnih nanosov CrN ter TiAlN/(CC+C) trdih zaščitnih prevlek na orodja, ki se uporabljajo v farmacevtski industriji za izdelovanje tablet. Orodja (trni-tabletirke in matrice) so bila narejena v podjetju PHOS d.o.o. Konkretni rezultat je razširitev proizvodnega programa za različne vrste tabletirk, ki jih uporabljajo farmacevtska podjetja v Sloveniji (Lek, Krka) kot tudi v tujini (Pliva, Krka Rusija). Menimo, da je delo na projektu potekalo po načrtu. Uresničili smo vse zastavljene cilje. 2. Sofinancer Vrednost sofinanciranja za celotno obdobje trajanja projekta je znašala: EUR Odstotek od utemeljenih stroškov projekta: % Najpomembnejši rezultati raziskovanja za sofinancerja Šifra 1. 2. 3. 4. 5. Komentar Ocena Sofinancer Vrednost sofinanciranja za celotno obdobje trajanja projekta je znašala: EUR Odstotek od utemeljenih stroškov projekta: % Najpomembnejši rezultati raziskovanja za sofinancerja 1. Šifra 3. 4. 5. Komentar Ocena C. IZJAVE Podpisani izjavljam/o, da: • so vsi podatki, ki jih navajamo v poročilu, resnični in točni • se strinjamo z obdelavo podatkov v skladu z zakonodajo o varstvu osebnih podatkov za potrebe ocenjevanja, za objavo 6., 7. in 8. točke na spletni strani http://sicris.izum.si/ ter obdelavo teh podatkov za evidence ARRS • so vsi podatki v obrazcu v elektronski obliki identični podatkom v obrazcu v pisni obliki • so z vsebino zaključnega poročila seznanjeni in se strinjajo vsi soizvajalci projekta Podpisi: Darinka Kek Merl in podpis vodje raziskovalnega projekta zastopnik oz. pooblaščena oseba RO Kraj in datum: Ljubljana 5.4.2011 Oznaka poročila: ARRS-RPROJ-ZP-2011-1/28 1 Zaradi spremembe klasifikacije družbeno ekonomskih ciljev je potrebno v poročilu opredeliti družbeno ekonomski cilj po novi klasifikaciji. Nazaj 2 Samo za aplikativne projekte. Nazaj 3 Napišite kratko vsebinsko poročilo, kjer boste predstavili raziskovalno hipotezo in opis raziskovanja. Navedite ključne ugotovitve, znanstvena spoznanja ter rezultate in učinke raziskovalnega projekta. Največ 18.000 znakov vključno s presledki (približno tri strani, velikosti pisave 11). Nazaj 4 Realizacija raziskovalne hipoteze. Največ 3.000 znakov vključno s presledki (približno pol strani, velikosti pisave 11). Nazaj 5 V primeru bistvenih odstopanj in sprememb od predvidenega programa raziskovalnega projekta, kot je bil zapisan v predlogu raziskovalnega projekta oziroma v primeru sprememb, povečanja ali zmanjšanja sestave projektne skupine v zadnjem letu izvajanja projekta (obrazložitev). V primeru, da sprememb ni bilo, to navedite. Največ 6.000 znakov vključno s presledki (približno ena stran, velikosti pisave 11). Nazaj 6 Navedite največ pet najpomembnejših znanstvenih rezultatov projektne skupine, ki so nastali v času trajanja projekta v okviru raziskovalnega projekta, ki je predmet poročanja. Za vsak rezultat navedite naslov v slovenskem in angleškem jeziku (največ 150 znakov vključno s presledki), rezultat opišite (največ 600 znakov vključno s presledki) v slovenskem in angleškem jeziku, navedite, kje je objavljen (največ 500 znakov vključno s presledki), izberite ustrezno šifro tipa objave po Tipologiji dokumentov/del za vodenje bibliografij v sistemu COBISS ter napišite ustrezno COBISS.SI-ID številko bibliografske enote. Navedeni rezultati bodo objavljeni na spletni strani http://sicris.izum.si/. PRIMER (v slovenskem jeziku): Naslov: Regulacija delovanja beta-2 integrinskih receptorjev s katepsinom X; Opis: Cisteinske proteaze imajo pomembno vlogo pri nastanku in napredovanju raka. Zadnje študije kažejo njihovo povezanost s procesi celičnega signaliziranja in imunskega odziva. V tem znanstvenem članku smo prvi dokazali... (največ 600 znakov vključno s presledki) Objavljeno v: OBERMAJER, N., PREMZL, A., ZAVAŠNIK-BERGANT, T., TURK, B., KOS, J.. Carboxypeptidase cathepsin X mediates 62 - integrin dependent adhesion of differentiated U-937 cells. Exp. Cell Res., 2006, 312, 2515-2527, JCR IF (2005): 4.148 Tipopologija: 1.01 - Izvirni znanstveni članek COBISS.SI-ID: 1920113 Nazaj 7 Navedite največ pet najpomembnejših družbeno-ekonomsko relevantnih rezultatov projektne skupine, ki so nastali v času trajanja projekta v okviru raziskovalnega projekta, ki je predmet poročanja. Za vsak rezultat navedite naslov (največ 150 znakov vključno s presledki), rezultat opišite (največ 600 znakov vključno s presledki), izberite ustrezen rezultat, ki je v Šifrantu raziskovalnih rezultatov in učinkov (Glej: http://www.arrs.gov.si/sl/gradivo/sifranti/sif-razisk-rezult.asp), navedite, kje je rezultat objavljen (največ 500 znakov vključno s presledki), izberite ustrezno šifro tipa objave po Tipologiji dokumentov/del za vodenje bibliografij v sistemu COBISS ter napišite ustrezno COBISS.SI-ID številko bibliografske enote. Navedeni rezultati bodo objavljeni na spletni strani http://sicris.izum.si/. Nazaj 8 Navedite rezultate raziskovalnega projekta v primeru, da katerega od rezultatov ni mogoče navesti v točkah 6 in 7 (npr. ker se ga v sistemu COBISS ne vodi). Največ 2.000 znakov vključno s presledki. Nazaj 9 Pomen raziskovalnih rezultatov za razvoj znanosti in za razvoj Slovenije bo objavljen na spletni strani: http://sicris.izum.si/ za posamezen projekt, ki je predmet poročanja. Nazaj 10 Največ 4.000 znakov vključno s presledki Nazaj 11 Največ 4.000 znakov vključno s presledki Nazaj 12 Rubrike izpolnite/prepišite skladno z obrazcem "Izjava sofinancerja" (http://www.arrs.gov.si/sl/progproj/rproj/gradivo/), ki ga mora izpolniti sofinancer. Podpisan obrazec "Izjava sofinancerja" pridobi in hrani nosilna raziskovalna organizacija - izvajalka projekta. Nazaj Obrazec: ARRS-RPROJ-ZP/2011-1 v1.01 65-07-3A-1D-48-0E-45-87-AD-D1-CF-90-FA-D3-F1-99-1C-28-10-74