• Nie Znaleziono Wyników

Rodzaje powłok chemicznych i ich właściwości

4. ZASTOSOWANIE POWŁOK PRZECIWZUŻYCIOWYCH WYTWARZANYCH METODĄ REDUKCJI CHEMICZNEJ

4.2. Ogólna charakterystyka chemicznych powłok bezprądowych oraz metody nakładania Powłoki galwaniczne są cienkimi warstwami metalu lub metali wytworzonymi elektrolitycznie

4.2.1. Rodzaje powłok chemicznych i ich właściwości

W procesie elektrochemicznym nakładania warstw wykorzystuje się ogniwo elektrochemiczne. Natomiast w procesie chemicznym (bezprądowym) powłoki są nakładane przez zanurzenie elementu w roztworze reaktywnym, z którego materiał pokrywający osadza się na powierzchni przedmiotu. Proces pokrywania prowadzi się zwykle w roztworze ciekłym. Są również stosowane procesy z zastosowaniem zawiesiny lub pasty. Wówczas powłoki są nanoszone przez zanurzenie, rozpylanie lub malowanie [1].

• Powłoki chemiczne niklu

Nikiel w procesie bezprądowym jest osadzany z roztworu wodnego zawierającego sole niklu, środek redukujący oraz substancję regulującą pH roztworu i szybkość reakcji. Powierzchnia przedmiotu w takim roztworze jest katalizatorem. Reakcję osadzania w kąpieli zawierającej NiSO4 i NaH2PO2 można przedstawić następująco:

NiSO4 + NaH2PO2 + H2O → Ni powłoka + NaH2PO3 + H2SO4

Powłoka zwiększa się z prędkością 12 ÷ 25 µm/h. Grubość powłoki zwykle jest nie większa niż 50 µm, a ze względu na małą prędkość powlekania wynosi najczęściej około 25 µm.

Gdy składnikiem redukcyjnym jest wodorofosforan sodu, to powłoka zawiera 3 ÷ 11 % fosforu, natomiast gdy substancją redukującą jest aminoborowodór lub wodorek boru, to powłoka zawiera

Strona 30 z 134

bor odpowiednio 0,2 ÷ 4 % i 4 ÷ 7 %. Powłoki chemiczne różnią się od elektrolitycznych przede wszystkim tym, że dokładnie odwzorowują powierzchnię podłoża. Powłoki elektrolityczne mają natomiast znacznie większą grubość na krawędziach niż na płaskich powierzchniach, co przedstawiono schematycznie na rysunku 4.7 [1].

a) b)

Rys. 4.7. Schematyczne przedstawienie nierównomiernej grubości powłoki elektrochemicznej (a) oraz procesu powlekania elektrolitycznego (b) [1]

Zalety powłok bezprądowych niklu to dobra odporność na korozję i zużycie, jednorodność grubości warstwy, lutowalność i smarowalność, a także niski koszt robocizny. Natomiast wadami tych powłok są: wyższe koszty chemikaliów niż w procesach powlekania elektrolitycznego, znaczna ich kruchość, zła spawalność spowodowana zawartością fosforu w powłoce oraz mniejsza prędkość powlekania w porównaniu z procesami elektrolitycznymi [1].

Reasumując, w porównaniu z powłokami niklowymi otrzymywanymi metodą elektrolityczną powłoki otrzymywane metodą chemiczną wykazują następujące najważniejsze zalety [1, 80, 81]:

➢ powłoka niklowa tworzy warstwę jednakowej grubości na wszystkich powierzchniach, do których dochodzi kąpiel, niezależnie od kształtu pokrywanego przedmiotu,

➢ budowa powłoki jest jednolita i niezależna od struktury podłoża,

➢ wykazują większą twardość, która może być zwiększona przez późniejszą obróbkę cieplną,

➢ wykazują lepszą odporność na korozję,

➢ można je osadzać bezpośrednio na aluminium,

➢ wykazują dobrą lutowność.

Omawianą powłokę tworzy roztwór stały fosforu (7 – 10 %) w niklu. Proces niklowania chemicznego rozszerza znacznie zakres stosowania powłok niklowych, jednak ze względów ekonomicznych ma również pewne wady:

➢ koszt składników kąpieli do chemicznego niklowania jest wyższy niż w przypadku kąpieli elektrochemicznej,

➢ największą trudnością w szerokim zastosowaniu chemicznego niklowania jest regeneracja kąpieli [5].

• Powłoki bezprądowe nikiel – fosfor

Powłoki bezprądowe otrzymane w wyniku redukcji jonów niklu wodorofosforanem zawierają nikiel i fosfor. Materiał powłoki jest unikatowy ze względu na stosowaną metodę nanoszenia i właściwości.

Powłoki nikiel – fosfor są amorficzne, jednorodne, twarde, względnie kruche, samosmarowne, łatwo

Strona 31 z 134

lutowalne i mają dobrą odporność na korozję. Ponadto mogą być znacznie umocnione wydzieleniowo. Powoduje to, że powłoki nikiel – fosfor są odpowiednie do wielu zastosowań.

Twardość powłoki nikiel – fosfor naniesionej bezprądowo wynosi ok. 500 – 600 HV. Podczas obróbki cieplnej polegającej na starzeniu w temperaturze 340°C przez 2 godziny twardość powłoki zwiększa się nawet do 1100 HV (rys. 4.8). Umocnienie w procesie starzenia jest spowodowane wydzielaniem się fosforku niklu. Powłoki nikiel – fosfor nanoszone bezprądowo ze względu na dużą twardość mają dobrą odporność na zużycie ścierne zarówno bezpośrednio po naniesieniu, jak i w stanie utwardzonym.

Rys. 4.8. Wpływ obróbki cieplnej na twardość powłoki niklu z 10,5% P naniesionej bezprądowo [1]

Ponadto powłoka nikiel – fosfor chroni podłoże przed korozją, izolując je od otoczenia. Ze względu na jej amorficzną naturę – odporność korozyjna w wielu środowiskach jest lepsza niż czystego Ni i stopów Cr. Lepsza odporność korozyjna stopów amorficznych w porównaniu z polikrystalicznymi o takim samym chemicznym wynika z ich budowy. Materiał amorficzny jest wolny od granic ziarn – powłokę tworzy szklista warstwa o pasywnej powierzchni. Odporność na korozję w środowisku obojętnym i kwaśnym zwiększa się wraz z zawartością fosforu w powłoce, natomiast w środowisku alkalicznym maleje. Jeżeli wymagana jest dobra odporność na korozję, to powłoka nie powinna być obrabiana cieplnie celem utwardzenia [1]. Ponadto warstwy Ni-P charakteryzują się dobrą odpornością na zużycie ścierne. Przykładowo w porównaniu do stopów aluminium powierzchnia warstwy Ni-P o grubości 35 µm wykazuje się mniejszym zużyciem oraz współczynnikiem tarcia [106].

Pod względem osadzania powłok w celach technicznych spośród znanych rozwiązań w szczególności można wyróżnić warstwy Ni-P w zastosowaniu na stopy aluminium. Jednak warstwy niklowo-fosforowe osadzane metodą redukcji chemicznej mogą być stosowane również na wielu innych podłożach, m.in. tworzywach sztucznych. W porównaniu do powłok osadzanych elektrochemicznie, bezprądowe warstwy Ni-P mogą być stosowane w szerszym zakresie ze względu na lepszą przyczepność do podłoża, twardość oraz odporność na zużycie ścierne – również po obróbce cieplnej.

Dzięki temu może stanowić skuteczne rozwiązanie pod względem polepszania odporności na zużywanie ścierne. Dodatkowo właściwości mechaniczne warstw Ni-P można poprawić przez modyfikację składu chemicznego, np. wprowadzając fazy dyspersyjne – cząstki o mikro lub nanometrycznych wymiarach. Stosuje się np. diament, Al2O3, SiC itp. Uzyskuje się wówczas wzrost twardości, a także odporność na zużywanie ścierne, jednak takie powłoki zaliczają się już do kompozytowych lub nanokompozytowych [46, 75, 76, 77, 78, 79].

Strona 32 z 134

• Powłoki bezprądowe nikiel – bor

Powłoki otrzymywane z roztworów zawierających aminoborowodór lub wodorek boru mają właściwości zbliżone do właściwości powłok nikiel – fosfor z kilkoma wyjątkami. Twardość stopów nikiel – bor jest bardzo duża. Po obróbce cieplnej jest większa niż twardej powłoki chromu. Dlatego pokrycia nikiel – bor mają dobrą odporność na zużycie ścierne i jest to ich główną zaletą. Twardość powłoki bezpośrednio po naniesieniu wynosi 650 ÷ 750 HV, natomiast wyżarzanie w temperaturze 350 ÷ 400⁰C przez 1 h powoduje zwiększenie jej twardości nawet do 1200 HV. Powłoki nikiel – bor nie są jednak w pełni amorficzne i mają mniejszą odporność na korozję niż powłoki nikiel – fosfor.

Ponadto są od nich znacznie droższe [1].

• Powłoki bezprądowe z potrójnych stopów niklu

Powłoki ze stopów potrójnych niklu są stosowane w celu otrzymania lepszych właściwości, niż zapewniane przez powłoki nikiel – fosfor lub nikiel – bor. Metodą bezprądową wykonuje się powłoki ze stopów potrójnych: Ni-P-Mo, Ni-Cu-P, Ni-Co-P, Ni-Fe-P, Ni-Re-P, Ni-W-P, Ni-Ti-B, Ni-Sn-B [1].

• Kompozytowe powłoki bezprądowe z niklem (z dodatkiem faz dyspersyjnych)

Podczas bezprądowego nanoszenia niklu do powłoki mogą być wprowadzane różne cząstki. Stąd utworzone powłoki są kompozytami i najczęściej składają się z małych cząstek ceramicznych lub polimerowych w metalicznej osnowie stopu nikiel – fosfor. Powłoki z cząstkami ceramicznymi mają dużą twardość i odporność na zużycie ścierne. Objętość cząstek w powłoce wynosi zwykle 15 ÷ 30 %.

Osnowę powłoki stanowi stop niklu z 4 ÷ 11 % fosforu. Cząstkami wprowadzanymi są zwykle: węglik krzemu SiC, tlenek aluminium Al2O3 (korund), diament i politetrafluoroetylen (PTFE). Wielkość cząstek jest starannie dobierana i zwykle wynosi 1 ÷ 3 µm dla węglika krzemu i diamentu oraz 0,35 µm dla PTFE. W procesie powlekania cząstki stanowią zawiesinę w roztworze powlekającym, którego skład chemiczny jest taki sam, jak w procesie nanoszenia powłok nikiel – fosfor. Cząstki podczas procesu przechodzą z zawiesiny do rosnącej powłoki, a połączenie między cząstkami a osnową powłoki jest czysto mechaniczne.

Kompozytowe powłoki bezprądowe niklu z twardymi cząstkami są stosowane wtedy, gdy wymagana jest duża odporność na zużycie ścierne, gdyż twardość powłoki może przekraczać 1300 HV. Powłoki kompozytowe z cząstkami PTFE są natomiast wytwarzane w celu zmniejszenia współczynnika tarcia i są stosowane w warunkach małych obciążeń stykowych.

Odporność korozyjna powłok kompozytowych jest zwykle wyraźnie mniejsza, niż innych powłok bezprądowych niklu. Dlatego, jeżeli wymagana jest dobra odporność na korozję, to nie należy stosować kompozytowych powłok bezprądowych z niklem [1].

Zarówno rodzaj powłoki (skład chemiczny), jak i wybrana metoda nakładania mają znaczący wpływ na właściwości mechaniczne. Jednym z najważniejszych parametrów w budowie maszyn jest twardość, która często decyduje o przydatności i zastosowaniu danych elementów np. w węzłach tarcia. W tabeli 4.3 przedstawiono wartości twardości (HV10), m.in. różnych powłok galwanicznych otrzymanych różnymi metodami. Różnice mogą być bardzo duże, przykładowo najmniejsza zanotowana wartość twardości wynosi 8 HV dla galwanicznej powłoki Pb, natomiast największa – 1400 HV dla powłoki Cr. Jednak poza tym zestawieniem istnieje także wiele kombinacji i kompozycji powłok, np. wieloskładnikowych i/lub wielowarstwowych, dzięki którym możliwe jest szczegółowe opracowanie i dobór poszczególnych właściwości, np. poprzez określenie składu chemicznego, grubości i kolejności warstw, które najlepiej sprawdzą się w danej konstrukcji oraz w określonych

Strona 33 z 134

warunkach użytkowania i środowisku. Ponadto każda powłoka poza twardością posiada szereg innych ważnych właściwości, które umożliwiają lub wykluczają jej zastosowanie w danym rozwiązaniu technicznym. Ponadto wzrost właściwości (lub krotność wzrostu) jest współczynnikiem synergizmu odpowiednich właściwości [2]. Współczynnik ten zależy od twardości powierzchni i został on uwzględniony w tabeli 4.3.

Tab. 4.3. Twardość metali otrzymanych hutniczo i osadzonych galwanicznie [2]

Metal Twardość [HV10] Krotność wzrostu

twardości powłoki

*Przy założeniu, że twardość podłoża wynosi 35 – 57 HRC (średnio ok. 460 HV10)

Biorąc pod uwagę możliwości zastosowania powłok wykonanych metodą redukcji chemicznej oraz właściwości optymalnymi powłokami w zastosowaniu na stopy aluminium będą:

• Bezprądowe nikiel – fosfor,

• Bezprądowe nikiel – bor,

• Bezprądowe z potrójnych stopów niklu,

• Kompozytowe powłoki bezprądowe z niklem.

Strona 34 z 134 4.2.2. Adhezja powłoki do podłoża

Właściwy dobór materiału powłokowego pod względem twardości (determinującej odporność na zużycie ścierne), trudnotopliwości, odporności na kruche pękanie, właściwej struktury powłoki czy współczynnika tarcia nie wystarcza, aby powłoka osadzona (np. na ostrzu skrawającym) pełniła funkcję przeciwzużyciową. Musi być jeszcze spełniony warunek odpowiednio dużej jej przyczepności do podłoża. Powłoka, nawet o najkorzystniejszej strukturze i zalecanym składzie chemicznym, a więc o wymaganych właściwościach mechanicznych, staje się bezużyteczna, jeżeli jej przyczepność do podłoża jest niewystarczająca. Przykładowo szczególne wymagania, co do siły adhezji powłoki do podłoża są stawiane powleczonym ostrzom skrawającym ze względu na bardzo duże naciski jednostkowe występujące w strefie skrawania. W przypadku niewystarczającej adhezji powłoki do podłoża zostaje ona prawie natychmiast usunięta z ostrza w obszarach oddziaływania na nią wióra i przedmiotu obrabianego.

W znacznej większości prac poświęconych zagadnieniom przyczepności powłok do podłoży słowo „adhezja” (siła adhezji) jest używane jako synonim przyczepności powłoki do podłoża, a w szerszym sensie, jako siła przyczepności. W encyklopediach fizycznych, chemicznych i technicznych definiuje się adhezję jako „wiązanie lub siłę wiązania pomiędzy dwoma ciałami, a także jako wiązanie indywidualnych cząstek do powierzchni podłoża”. Według American Society for Testing and Materials (ASTM) adhezja występuje wówczas, gdy „powierzchnie są związane ze sobą siłami walencyjnymi lub przez mechaniczne zakotwiczenie, ewentualnie równocześnie na obydwa sposoby”. Mogą to być siły wiązań chemicznych, van der Waalsa, elektrostatycznych lub ich kombinacje.

Najsilniejsze są wiązania chemiczne (0,5 – 10 eV). Wymagają one, aby atomy znajdowały się w odpowiednich położeniach, umożliwiających uwspólnienie elektronów (przeniesienie, wymianę – w zależności od rodzaju utworzonych wiązań chemicznych). W wiązaniach kowalencyjnych (atomowych), które są wiązaniami kierunkowymi, energia wiązania jest największa i wynosi 418-628 kJ/mol, w zależności od wartościowości jonów i ich promieni (im większa wartościowość jonów i im mniejsze ich promienie, tym silniejsze wzajemne przyciąganie). Energia wiązania metalicznego ma wartość zbliżoną do energii wiązania jonowego i jest tym większa, im większe jest upakowanie zrębów atomowych. Ten jasny obraz różnych wiązań chemicznych w rzeczywistości jest bardziej skomplikowany z powodu istnienia na powierzchniach tzw. centrów aktywnych i pasywnych. Do aktywnych centrów należy zaliczyć granice ziaren, dyslokacje, wakanse lub ściany kryształów o różnej energii aktywacji chemisorpcji. Centra pasywne, w odróżnieniu do centrów aktywnych, są obszarami powierzchni, które zostały tak pokryte obcymi materiałami, że chemisorpcja jest bardzo mała lub w ogóle nie zachodzi.

Wiązania van der Waalsa, będące rezultatem oddziaływań polaryzacyjnych, nie wymagają bliskiego kontaktu atomowego. Są jednak słabsze niż wiązania chemiczne. Oddziaływania powierzchniowe typu van der Waalsa wynoszą 0,1 – 0,4 eV i maleją wykładniczo wraz ze wzrostem odległości od powierzchni, tak że w praktyce zanikają w odległości większej niż 1 – 2 nm [9]. W celu zobrazowania wartości energii wiązania van der Waalsa wynoszącej 0,2 eV Campbell obliczył, że energia ta jest wystarczająca do przeciwstawienia się naprężeniu w powłoce o wartości 5*108 N/m2. Pomimo że jest to pozornie duża wartość, niejednokrotnie obserwuje się słabą przyczepność powłoki do podłoża. Istnieją dwa powody tego zjawiska. Po pierwsze, z danych literaturowych wynika, że naprężenia własne w powłokach często są większe niż 5*10^8 N/m2. Po drugie, wytrzymałość warstwy przejściowej jest w znacznym stopniu zdeterminowana wadami mikrostruktury. Siły adhezyjne mają charakter addytywny, stąd im większa powierzchnia przylegania powłoki do podłoża (im mniejsze zdefektowanie struktury warstwy przejściowej), tym silniejsze wiązanie. Dlatego rzeczywista wartość energii wiązań jest znacznie mniejsza niż obliczona wartość teoretyczna [9].

Strona 35 z 134

Trzeci typ wiązań to wiązania elektrostatyczne, wynikające z istnienia podwójnej warstwy elektrycznej między powłoką a podłożem. Wiązania te w niektórych przypadkach mogą mieć wytrzymałość porównywalną z wiązaniami van der Waalsa. Wpływem wiązań elektrostatycznych na przyczepność zajmuje się tzw. elektryczna teoria adhezji. Siły van der Waalsa oddziałują na odległość około 2 nm, podczas gdy przyciąganie jest obserwowane do około 1 µm, a więc do 1000 nm. Jako wyjaśnienie tego zjawiska oprócz oddziaływań międzycząsteczkowych zasadniczą rolę przy sczepianiu odgrywa podwójna warstwa elektryczna, która jest wytwarzana po zetknięciu się dwóch ciał.

Adsorpcyjna teoria adhezji, wyjaśniająca przyczepność oddziaływaniem sił międzycząsteczkowych, i elektryczna teoria adhezji nie wykluczają się nawzajem, lecz teoria elektryczna wskazuje jedynie na źródło dodatkowych sił adhezji.

Wkrótce jednak uznano, że te teorie są niewystarczające i zaproponowano dyfuzyjną teorię adhezji. Według tej teorii cząsteczki (atomy) sczepionych ze sobą ciał stałych dyfundują w warstwy przypowierzchniowe. Rozmywa się przez to ostra granica rozdziału, a tworzy się przejściowa warstwa o składzie mieszanym, silnie spajając obydwa ciała. Istnienie takiej warstwy przejściowej z adhezyjnymi zrostami udało się eksperymentalnie potwierdzić w pierwszej kolejności w odniesieniu do metali.

Stwierdzono ponadto, że niekiedy siła adhezji zwiększa się z upływem czasu. Zjawisko to, obserwowane w przypadku srebrnej powłoki na szkle, tłumaczy się wolną wzajemną dyfuzją. Na podstawie badań przeprowadzonych przez Pulkera z użyciem testu adhezji na zarysowanie, stwierdzono, że po upływie pewnego czasu od osadzenia powłok metalicznych na podłożu z polimeru następuje wyraźna poprawa ich przyczepności. Jak wykazano, największy udział w poprawie adhezji miało wolne kształtowanie się podwójnej warstwy elektrycznej. Aby to udowodnić, zbombardowano powłoki jonami z wyładowania jarzeniowego, co doprowadziło do zniszczenia podwójnej warstwy elektrycznej. Po procesie bombardowania jonami adhezja badanej powłoki powróciła do początkowej małej wartości. Wynika stąd znaczny wpływ sił elektrostatycznych na przyczepność powłoki do podłoża.

Podsumowując powyższe rozważania, należy podkreślić, że adhezja nie zależy jedynie od rodzaju wiązań, lecz także od różnych oddziaływań międzymolekularnych i atomowych.

• Adhezja teoretyczna a adhezja praktyczna

W ujęciu teoretycznym adhezja jest definiowana jako praca lub jako siła konieczna do oderwania atomów lub cząsteczek od podłoża.

Adhezja jest podawana w jednostkach siły lub energii na jednostkę powierzchni. Relacja pomiędzy energią adhezji WA a siłą adhezji FA przybiera postać:

WA=∫ FA(x)dx [N/mm]. (4.1)

Jednakże w praktyce siła adhezji w systemie powłoka – podłoże nie jest jednakowa na całej powierzchni, ponieważ stykające się powierzchnie podłoża i powłoki są często niejednorodne (heterogeniczne). Do lokalnych zmian przyczepności mogą się również przyczyniać drobne zanieczyszczenia, pokrywające nawet bardzo małe obszary powierzchni podłoża. Należy zatem odróżnić dwa pojęcia: tzw. bazę adhezji, tj. adhezję teoretyczną, określaną jako maksymalna osiągana wartość przyczepności oraz adhezję zmierzoną doświadczalnie, tj. adhezję praktyczną. Relacja między eksperymentalnym pomiarem adhezji EA a bazą adhezji BA jest określana następująco:

Strona 36 z 134

EA = BA – IS ± MSM, (4.2)

gdzie: IS – naprężenia mechaniczne występujące w warstwie przejściowej między powłoką a podłożem,

MSM – błąd pomiaru charakterystyczny dla danej metody.

Poszczególne metody określenia siły adhezji praktycznej są klasyfikowane według różnych kryteriów, np. mechanicznych i niemechanicznych, jakościowych i ilościowych lub według sposobu przyłożenia obciążenia do systemu powłoka – podłoże. W tabelach 4.4 i 4.5 zawarto usystematyzowany spis opisanych w literaturze światowej metod kontrolno – pomiarowych służących do oceny adhezji cienkich powłok do podłoży.

Tab. 4.4. Mechaniczne metody kontrolno – pomiarowe do oceny adhezji praktycznej [9]

Ilościowe Jakościowe

• Test bezpośredniego odciągania

• Test chwilowy lub wybicia

• Test ciągły elektromagnetyczny

• Test na zarysowanie (scratch test)

• Test z użyciem taśmy klejącej

• Test na ścieranie

• Test na zginanie i rozciąganie

• Test tłoczenia

• Test naprężenia ścinającego

• Test młotkowania

• Test denkowania

• Test walcowania z poślizgiem

Tab. 4.5. Niemechaniczne metody kontrolno – pomiarowe do oceny adhezji praktycznej [9]

Ilościowe Jakościowe

• Test z zastosowaniem mikroanalizy rentgenowskiej

Dobór odpowiedniej metody wymaga dobrej orientacji, co do zakresu jej stosowania, możliwości uzyskania powtarzalnych wyników pomiarów oraz błędów związanych z jej stosowaniem. Nie mniej ważnymi czynnikami są złożoność aparatury kontrolno – pomiarowej i wymagany czas pomiaru.

Wskazane jest również zastosowanie metody określania przyczepności możliwie dokładnie symulującej typ nacisku (naprężenia), jakiemu system powłoka – podłoże będzie poddany w rzeczywistości, tj. metody pomiaru adekwatnej do warunków użytkowania.

Ogólnie – w większości mechanicznych metod ilościowych adhezję mierzy się przez przyłożenie siły normalnej do badanego systemu powłoka – podłoże (rzadziej przez zastosowanie siły pod innymi kątami). Pod wpływem tej siły, powodującej naprężenia w warstwie przejściowej, po przekroczeniu wartości krytycznej jest usuwana powłoka. Wytworzone naprężenia mogą być rozciągające – prostopadłe do warstwy przejściowej lub ściskające – równoległe do warstwy przejściowej. W praktyce występują zwykle kombinacje obu tych typów naprężeń. Siła lub energia, pod których wpływem następuje oddzielenie powłoki od podłoża, są przede wszystkim

Strona 37 z 134

doświadczalnymi wskaźnikami pomiaru adhezji i są określane mianem tzw. adhezji praktycznej.

Oprócz naprężeń wywołanych przez siły zewnętrzne dochodzą niekiedy bardzo silne naprężenia własne występujące w powłoce. Mogą one wynikać na przykład z dużej dysproporcji współczynników rozszerzalności cieplnej materiałów powłoki i podłoża. W skrajnych przypadkach bardzo silne naprężenia własne mogą doprowadzić do oderwania powłoki lub utraty spójności podłoża.

Uszkodzenie i oddzielenie powłoki od podłoża może wystąpić w czterech strefach. Strefa 1.

znajduje się wewnątrz powłoki, strefa 4. zaś w podłożu, w miejscu dostatecznie oddalonym od powierzchni przylegania (warstwy przejściowej). Jeżeli oddzielenie następuje w jednej z tych dwóch stref, to dochodzi do utraty spójności (dekohezji). W skali atomowej warstwa przejściowa może mieć dwie postacie – podział bardzo „ostry” lub rozproszony, gdy powstaje dyfuzyjna lub pseudodyfuzyjna warstwa przejściowa. „Ostra” granica między podłożem a powłoką jest charakterystyczna dla

znajduje się wewnątrz powłoki, strefa 4. zaś w podłożu, w miejscu dostatecznie oddalonym od powierzchni przylegania (warstwy przejściowej). Jeżeli oddzielenie następuje w jednej z tych dwóch stref, to dochodzi do utraty spójności (dekohezji). W skali atomowej warstwa przejściowa może mieć dwie postacie – podział bardzo „ostry” lub rozproszony, gdy powstaje dyfuzyjna lub pseudodyfuzyjna warstwa przejściowa. „Ostra” granica między podłożem a powłoką jest charakterystyczna dla