গিয়ার লেপ প্রযুক্তি

পিভিডি ডিপোজিশন প্রযুক্তি বহু বছর ধরে একটি নতুন পৃষ্ঠতল পরিবর্তনকারী প্রযুক্তি হিসেবে প্রচলিত আছে, বিশেষ করে ভ্যাকুয়াম আয়ন কোটিং প্রযুক্তি, যা সাম্প্রতিক বছরগুলিতে ব্যাপক উন্নতি লাভ করেছে এবং বর্তমানে টুলস, মোল্ড, পিস্টন রিং, গিয়ার এবং অন্যান্য যন্ত্রাংশের প্রক্রিয়াকরণে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। ভ্যাকুয়াম আয়ন কোটিং প্রযুক্তি দ্বারা প্রস্তুত কোটিং করা গিয়ারগুলি ঘর্ষণ সহগ উল্লেখযোগ্যভাবে কমাতে পারে, ক্ষয়রোধী এবং নির্দিষ্ট পরিমাণে মরিচারোধী ক্ষমতা উন্নত করতে পারে, এবং গিয়ারের পৃষ্ঠতল শক্তিশালীকরণ প্রযুক্তির ক্ষেত্রে গবেষণার কেন্দ্রবিন্দু ও আলোচিত বিষয়ে পরিণত হয়েছে।

গিয়ার তৈরিতে ব্যবহৃত সাধারণ উপকরণগুলো হলো প্রধানত ফোর্জড স্টিল, কাস্ট স্টিল, কাস্ট আয়রন, অলৌহ ধাতু (তামা, অ্যালুমিনিয়াম) এবং প্লাস্টিক। স্টিলের মধ্যে প্রধানত রয়েছে ৪৫ স্টিল, ৩৫SiMn, ৪০Cr, ৪০CrNi, ৪০MnB, ৩৮CrMoAl। কম কার্বনের স্টিলের মধ্যে প্রধানত ব্যবহৃত হয় ২০Cr, ২০CrMnTi, ২০MnB, ২০CrMnTo। ফোর্জড স্টিল তার উন্নত কর্মক্ষমতার কারণে গিয়ারে অধিক ব্যবহৃত হয়, অন্যদিকে কাস্ট স্টিল সাধারণত ৪০০ মিমি-এর বেশি ব্যাস এবং জটিল কাঠামোর গিয়ার তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। কাস্ট আয়রনের গিয়ারে আঠা-রোধী এবং ক্ষয়-রোধী বৈশিষ্ট্য থাকলেও, এতে আঘাত ও ঘর্ষণ প্রতিরোধের অভাব রয়েছে। এটি মূলত স্থিতিশীল কাজের জন্য ব্যবহৃত হয়, যেখানে গতি কম বা আকার বড় এবং আকৃতি জটিল নয়। এটি লুব্রিকেশন ছাড়াই কাজ করতে পারে এবং খোলা ট্রান্সমিশনের জন্য উপযুক্ত। সাধারণত ব্যবহৃত অলৌহ ধাতুগুলো হলো টিন ব্রোঞ্জ, অ্যালুমিনিয়াম-লোহা ব্রোঞ্জ এবং ঢালাই অ্যালুমিনিয়াম সংকর, যা সাধারণত টারবাইন বা গিয়ার তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। কিন্তু এগুলোর পিছলে যাওয়া এবং ঘর্ষণরোধী বৈশিষ্ট্য দুর্বল হওয়ায় কেবল হালকা, মাঝারি ভার এবং কম গতির গিয়ারের জন্যই উপযুক্ত। অধাতব পদার্থের গিয়ার প্রধানত কিছু বিশেষ প্রয়োজনীয়তাযুক্ত ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়, যেমন—তেলবিহীন পিচ্ছিলকরণ এবং উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা। এই ক্ষেত্রগুলো কম দূষণযুক্ত পরিবেশের জন্য পরিচিত, যেমন—গৃহস্থালি সরঞ্জাম, চিকিৎসা সরঞ্জাম, খাদ্য যন্ত্রপাতি এবং বস্ত্র যন্ত্রপাতি।

গিয়ার আবরণ উপকরণ

ইঞ্জিনিয়ারিং সিরামিক উপকরণগুলো উচ্চ শক্তি ও কাঠিন্যের জন্য অত্যন্ত সম্ভাবনাময় উপাদান, বিশেষত এদের রয়েছে চমৎকার তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা, কম তাপ পরিবাহিতা ও তাপীয় প্রসারণ এবং উচ্চ ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা ও জারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা। বহু গবেষণায় দেখা গেছে যে, সিরামিক উপকরণগুলো সহজাতভাবেই তাপ-প্রতিরোধী এবং ধাতুর তুলনায় এদের ক্ষয় কম হয়। তাই, ক্ষয়-প্রতিরোধী যন্ত্রাংশের জন্য ধাতব উপাদানের পরিবর্তে সিরামিক উপকরণের ব্যবহার ঘর্ষণকারী উপাদানের আয়ু বাড়াতে পারে এবং উচ্চ তাপমাত্রা ও উচ্চ ক্ষয়-প্রতিরোধী উপকরণ, বহুমুখী কার্যকারিতা ও অন্যান্য কঠিন চাহিদা পূরণ করতে পারে। বর্তমানে, ইঞ্জিনিয়ারিং সিরামিক উপকরণগুলো ইঞ্জিনের তাপ-প্রতিরোধী যন্ত্রাংশ, যান্ত্রিক সঞ্চালন ব্যবস্থার ক্ষয়-প্রতিরোধী যন্ত্রাংশ, রাসায়নিক যন্ত্রপাতির মরিচা-প্রতিরোধী যন্ত্রাংশ এবং সিলিং যন্ত্রাংশ তৈরিতে ব্যবহৃত হচ্ছে, যা সিরামিক উপকরণের ব্যাপক প্রয়োগের সম্ভাবনাকে ক্রমশই তুলে ধরছে।

জার্মানি, জাপান, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, যুক্তরাজ্যসহ অন্যান্য উন্নত দেশগুলো প্রকৌশল সিরামিক উপকরণের উন্নয়ন ও প্রয়োগকে অত্যন্ত গুরুত্ব দেয় এবং এর প্রক্রিয়াকরণ তত্ত্ব ও প্রযুক্তি বিকাশে প্রচুর অর্থ ও জনবল বিনিয়োগ করে। জার্মানি “এসএফবি৪৪২” নামে একটি কর্মসূচি চালু করেছে, যার উদ্দেশ্য হলো পরিবেশ ও মানবদেহের জন্য সম্ভাব্য ক্ষতিকর লুব্রিকেটিং মাধ্যমকে প্রতিস্থাপন করার জন্য যন্ত্রাংশের পৃষ্ঠে পিভিডি প্রযুক্তি ব্যবহার করে একটি উপযুক্ত ফিল্ম সংশ্লেষণ করা। জার্মানির পিডব্লিউ গোল্ড এবং অন্যান্যরা এসএফবি৪৪২ থেকে প্রাপ্ত তহবিল ব্যবহার করে রোলিং বিয়ারিংয়ের পৃষ্ঠে পাতলা ফিল্ম জমা করার জন্য পিভিডি প্রযুক্তি প্রয়োগ করে এবং দেখতে পায় যে রোলিং বিয়ারিংয়ের ক্ষয়রোধী কর্মক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়েছে এবং পৃষ্ঠে জমা হওয়া ফিল্মগুলো চরম চাপজনিত ক্ষয়রোধী অ্যাডিটিভের কাজ সম্পূর্ণরূপে প্রতিস্থাপন করতে পারে। জার্মানির জোয়াকিম, ফ্রাঞ্জ এবং অন্যান্যরা পিভিডি প্রযুক্তি ব্যবহার করে ডাব্লিউসি/সি ফিল্ম প্রস্তুত করেছেন যা চমৎকার ক্লান্তিরোধী বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে, যা ইপি অ্যাডিটিভযুক্ত লুব্রিকেন্টের চেয়েও উন্নত। এই ফলাফল একইভাবে ক্ষতিকর অ্যাডিটিভগুলোকে কোটিং দিয়ে প্রতিস্থাপনের সম্ভাবনা তৈরি করে। জার্মানির আখেন টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটির ইনস্টিটিউট অফ মেটেরিয়ালস সায়েন্সের ই. লুগশেইডার এবং অন্যান্যরা, ডিএফজি (জার্মান রিসার্চ কমিশন)-এর অর্থায়নে, উপযুক্ত ফিল্ম জমা করার পর ক্লান্তি প্রতিরোধ ক্ষমতার উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি প্রদর্শন করেছেন। PVD প্রযুক্তি ব্যবহার করে 100Cr6 স্টিল। এছাড়াও, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের জেনারেল মোটরস তাদের ভলভো S80 টার্বো মডেলের গাড়ির গিয়ারের পৃষ্ঠে ফাটল প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য ডিপোজিশন ফিল্ম ব্যবহার শুরু করেছে; বিখ্যাত টিমকেন কোম্পানি ES200 নামের গিয়ার সারফেস ফিল্ম চালু করেছে; জার্মানিতে নিবন্ধিত ট্রেডমার্ক MAXIT গিয়ার কোটিং এসেছে; যুক্তরাজ্যেও যথাক্রমে নিবন্ধিত ট্রেডমার্ক Graphit-iC এবং Dymon-iC যুক্ত গিয়ার কোটিং পাওয়া যায়।

যান্ত্রিক সঞ্চালনের একটি গুরুত্বপূর্ণ যন্ত্রাংশ হিসেবে গিয়ার শিল্পক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, তাই গিয়ারে সিরামিক উপাদানের প্রয়োগ নিয়ে গবেষণা করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ব্যবহারিক তাৎপর্য বহন করে। বর্তমানে, গিয়ারে ব্যবহৃত ইঞ্জিনিয়ারিং সিরামিকগুলো প্রধানত নিম্নরূপ।

১、TiN আবরণ স্তর
১、TiN

আয়ন কোটিং TiN সিরামিক স্তর হলো উচ্চ কাঠিন্য, উচ্চ আসঞ্জন শক্তি, কম ঘর্ষণ সহগ, ভালো ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা ইত্যাদির জন্য বহুল ব্যবহৃত একটি পৃষ্ঠতল পরিবর্তনকারী কোটিং। এটি বিভিন্ন ক্ষেত্রে, বিশেষ করে টুল এবং মোল্ড শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়ে আসছে। গিয়ারে সিরামিক কোটিং প্রয়োগকে প্রভাবিত করার প্রধান কারণ হলো সিরামিক কোটিং এবং সাবস্ট্রেটের মধ্যে বন্ধন সমস্যা। যেহেতু গিয়ারের কাজের পরিবেশ এবং প্রভাবকগুলো টুল এবং মোল্ডের চেয়ে অনেক বেশি জটিল, তাই গিয়ারের পৃষ্ঠতলে একক TiN কোটিং প্রয়োগ করা ব্যাপকভাবে সীমাবদ্ধ। যদিও সিরামিক কোটিং-এর উচ্চ কাঠিন্য, কম ঘর্ষণ সহগ এবং ক্ষয় প্রতিরোধের মতো সুবিধা রয়েছে, এটি ভঙ্গুর এবং এর উপর পুরু কোটিং তৈরি করা কঠিন, তাই এর বৈশিষ্ট্যগুলো ফুটিয়ে তোলার জন্য কোটিংটিকে ধরে রাখার জন্য একটি উচ্চ কাঠিন্য এবং উচ্চ শক্তির সাবস্ট্রেটের প্রয়োজন হয়। এই কারণে, সিরামিক কোটিং বেশিরভাগ ক্ষেত্রে কার্বাইড এবং হাই-স্পিড স্টিলের পৃষ্ঠতলে ব্যবহৃত হয়। সিরামিক উপাদানের তুলনায় গিয়ারের উপাদান নরম, এবং সাবস্ট্রেট ও কোটিং-এর প্রকৃতির মধ্যে পার্থক্য অনেক বেশি, তাই কোটিং এবং সাবস্ট্রেটের সংযোগ দুর্বল হয় এবং কোটিং সাবস্ট্রেটকে যথেষ্ট সাপোর্ট দিতে পারে না, যার ফলে ব্যবহারের সময় কোটিং সহজেই খসে পড়ে। এতে শুধু যে সিরামিক কোটিং-এর সুবিধাগুলো কাজে লাগানো যায় না তাই নয়, বরং খসে পড়া সিরামিক কোটিং-এর কণাগুলো গিয়ারে ঘর্ষণজনিত ক্ষয় ঘটায়, যা গিয়ারের ক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে। এর বর্তমান সমাধান হলো সিরামিক এবং সাবস্ট্রেটের মধ্যে বন্ধন উন্নত করার জন্য কম্পোজিট সারফেস ট্রিটমেন্ট প্রযুক্তি ব্যবহার করা। কম্পোজিট সারফেস ট্রিটমেন্ট প্রযুক্তি বলতে ফিজিক্যাল ভেপার ডিপোজিশন কোটিং এবং অন্যান্য সারফেস ট্রিটমেন্ট প্রক্রিয়া বা কোটিং-এর সমন্বয়কে বোঝায়, যেখানে দুটি পৃথক পৃষ্ঠ/উপপৃষ্ঠ ব্যবহার করে সাবস্ট্রেট উপাদানের পৃষ্ঠকে এমনভাবে পরিবর্তন করা হয় যাতে এমন কম্পোজিট যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য অর্জন করা যায় যা একক সারফেস ট্রিটমেন্ট প্রক্রিয়া দ্বারা অর্জন করা সম্ভব নয়। আয়ন নাইট্রাইডিং এবং পিভিডি দ্বারা জমা করা TiN কম্পোজিট কোটিং সবচেয়ে বেশি গবেষণাকৃত কম্পোজিট কোটিংগুলোর মধ্যে অন্যতম। প্লাজমা নাইট্রাইডিং সাবস্ট্রেট এবং TiN সিরামিক কম্পোজিট কোটিং-এর মধ্যে একটি শক্তিশালী বন্ধন থাকে এবং এর ফলে ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়।

চমৎকার ঘর্ষণ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং ফিল্ম-ভিত্তিক বন্ধনের জন্য TiN ফিল্ম স্তরের সর্বোত্তম পুরুত্ব হলো প্রায় ৩~৪μm। যদি ফিল্ম স্তরের পুরুত্ব ২μm-এর কম হয়, তবে ঘর্ষণ প্রতিরোধ ক্ষমতার উল্লেখযোগ্য উন্নতি হবে না। যদি ফিল্ম স্তরের পুরুত্ব ৫μm-এর বেশি হয়, তবে ফিল্ম-ভিত্তিক বন্ধন কমে যাবে।

২. বহুস্তরীয়, বহু-উপাদানযুক্ত TiN আবরণ

TiN কোটিং-এর ক্রমবর্ধমান ও ব্যাপক প্রয়োগের সাথে সাথে, কীভাবে এর উন্নতি ও কার্যকারিতা বৃদ্ধি করা যায়, সে বিষয়ে আরও বেশি গবেষণা হচ্ছে। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, বাইনারি TiN কোটিং-এর উপর ভিত্তি করে বহু-উপাদানযুক্ত কোটিং এবং বহুস্তরীয় কোটিং তৈরি করা হয়েছে, যেমন Ti-CN, Ti-CNB, Ti-Al-N, Ti-BN, (Tix,Cr1-x)N, TiN/Al2O3, ইত্যাদি। TiN কোটিং-এ Al এবং Si-এর মতো উপাদান যোগ করে উচ্চ-তাপমাত্রার জারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং কোটিং-এর কাঠিন্য উন্নত করা যায়, অন্যদিকে B-এর মতো উপাদান যোগ করলে কোটিং-এর কাঠিন্য এবং আসঞ্জন শক্তি উন্নত করা যায়।

বহু-উপাদানবিশিষ্ট গঠনের জটিলতার কারণে এই গবেষণায় অনেক বিতর্ক রয়েছে। (Tix,Cr1-x)N বহু-উপাদানবিশিষ্ট আবরণের গবেষণায়, গবেষণার ফলাফল নিয়ে একটি বড় বিতর্ক রয়েছে। কিছু লোক বিশ্বাস করেন যে (Tix,Cr1-x)N আবরণগুলো TiN-এর উপর ভিত্তি করে তৈরি, এবং Cr শুধুমাত্র TiN ডট ম্যাট্রিক্সে প্রতিস্থাপনকারী কঠিন দ্রবণ (replacement solid solution) আকারে থাকতে পারে, কিন্তু একটি পৃথক CrN দশা (phase) হিসাবে নয়। অন্যান্য গবেষণা দেখায় যে (Tix,Cr1-x)N আবরণে Ti পরমাণুকে সরাসরি প্রতিস্থাপনকারী Cr পরমাণুর সংখ্যা সীমিত, এবং অবশিষ্ট Cr একক অবস্থায় (singlet state) থাকে অথবা N-এর সাথে যৌগ গঠন করে। পরীক্ষামূলক ফলাফল দেখায় যে আবরণে Cr যোগ করলে পৃষ্ঠের কণার আকার কমে যায় এবং কাঠিন্য বৃদ্ধি পায়, এবং যখন Cr-এর ভর শতাংশ 3l%-এ পৌঁছায় তখন আবরণের কাঠিন্য তার সর্বোচ্চ মানে পৌঁছায়, কিন্তু আবরণের অভ্যন্তরীণ পীড়নও (internal stress) তার সর্বোচ্চ মানে পৌঁছায়।

৩. অন্যান্য আবরণ স্তর

সাধারণভাবে ব্যবহৃত TiN কোটিং ছাড়াও গিয়ারের পৃষ্ঠকে শক্তিশালী করার জন্য বিভিন্ন ধরনের ইঞ্জিনিয়ারিং সিরামিক ব্যবহার করা হয়।

(1) জাপানের ওয়াই. তেরাউচি এবং তার সহযোগীরা বাষ্প জমা পদ্ধতি দ্বারা প্রলেপযুক্ত টাইটানিয়াম কার্বাইড বা টাইটানিয়াম নাইট্রাইড সিরামিক গিয়ারের ঘর্ষণজনিত ক্ষয় প্রতিরোধের উপর গবেষণা করেছেন। প্রলেপ দেওয়ার আগে গিয়ারগুলিকে কার্বুরাইজ এবং পালিশ করে প্রায় HV720 পৃষ্ঠের কঠোরতা এবং 2.4 μm পৃষ্ঠের অমসৃণতা অর্জন করা হয়েছিল, এবং সিরামিক প্রলেপগুলি টাইটানিয়াম কার্বাইডের জন্য রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD) এবং টাইটানিয়াম নাইট্রাইডের জন্য ভৌত বাষ্প জমা (PVD) দ্বারা প্রস্তুত করা হয়েছিল, যার সিরামিক ফিল্মের পুরুত্ব ছিল প্রায় 2 μm। ঘর্ষণজনিত ক্ষয়ের বৈশিষ্ট্যগুলি যথাক্রমে তেলের উপস্থিতিতে এবং শুষ্ক ঘর্ষণে পরীক্ষা করা হয়েছিল। দেখা গেছে যে সিরামিক দিয়ে প্রলেপ দেওয়ার পরে গিয়ার ভাইসের ঘর্ষণ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং আঁচড় প্রতিরোধ ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে।

(2) রাসায়নিকভাবে প্রলিপ্ত Ni-P এবং TiN এর একটি যৌগিক আবরণ তৈরি করা হয়েছিল, যেখানে প্রথমে একটি অন্তর্বর্তী স্তর হিসাবে Ni-P এর প্রলেপ দেওয়া হয় এবং তারপরে TiN জমা করা হয়। গবেষণায় দেখা গেছে যে এই যৌগিক আবরণের পৃষ্ঠের কাঠিন্য একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে উন্নত হয়েছে, এবং আবরণটি সাবস্ট্রেটের সাথে আরও ভালভাবে সংযুক্ত হয়েছে এবং এর পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতাও উন্নত।

(3) WC/C, B4C পাতলা ফিল্ম
জাপান ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিং বিভাগের এম. মুরাকাওয়া ও অন্যান্যরা গিয়ারের পৃষ্ঠে WC/C পাতলা ফিল্ম জমা করার জন্য PVD প্রযুক্তি ব্যবহার করেন, এবং তেল-মুক্ত লুব্রিকেশন অবস্থায় এর কার্যকাল সাধারণ কোয়েনচড ও গ্রাউন্ড গিয়ারের তুলনায় তিনগুণ বেশি ছিল। ফ্রাঞ্জ জে ও অন্যান্যরা FEZ-A এবং FEZ-C গিয়ারের পৃষ্ঠে WC/C এবং B4C পাতলা ফিল্ম জমা করার জন্য PVD প্রযুক্তি ব্যবহার করেন, এবং পরীক্ষায় দেখা যায় যে, এই PVD কোটিং গিয়ারের ঘর্ষণ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে, গিয়ারকে হট গ্লুইং বা গ্লুইং-এর প্রতি কম সংবেদনশীল করে তোলে এবং গিয়ারের ভারবহন ক্ষমতা উন্নত করে।

(4) CrN ফিল্ম
CrN ফিল্মগুলো TiN ফিল্মের মতোই, কারণ এদের কাঠিন্য বেশি। তবে, CrN ফিল্মগুলো TiN-এর তুলনায় উচ্চ তাপমাত্রার জারণের বিরুদ্ধে বেশি প্রতিরোধী, এদের ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা ভালো, TiN ফিল্মের তুলনায় অভ্যন্তরীণ পীড়ন কম এবং এদের দৃঢ়তা তুলনামূলকভাবে ভালো। চেন লিং এবং তার সহকর্মীরা HSS-এর পৃষ্ঠে চমৎকার ফিল্ম-ভিত্তিক বন্ধনসহ একটি ক্ষয়-প্রতিরোধী TiAlCrN/CrN যৌগিক ফিল্ম তৈরি করেন এবং বহুস্তরীয় ফিল্মের জন্য ডিসলোকেশন স্ট্যাকিং তত্ত্বও প্রস্তাব করেন। এই তত্ত্ব অনুসারে, যদি দুটি স্তরের মধ্যে ডিসলোকেশন শক্তির পার্থক্য বেশি হয়, তবে একটি স্তরে সৃষ্ট ডিসলোকেশনের পক্ষে তার ইন্টারফেস অতিক্রম করে অন্য স্তরে যাওয়া কঠিন হয়ে পড়ে, যার ফলে ইন্টারফেসে ডিসলোকেশন স্ট্যাকিং তৈরি হয় এবং এটি উপাদানটিকে শক্তিশালী করার ভূমিকা পালন করে। ঝং বিন এবং তার সহকর্মীরা CrNx ফিল্মের ফেজ কাঠামো এবং ঘর্ষণজনিত ক্ষয় বৈশিষ্ট্যের উপর নাইট্রোজেনের পরিমাণের প্রভাব নিয়ে গবেষণা করেন। এই গবেষণায় দেখা গেছে যে, N2-এর পরিমাণ বৃদ্ধির সাথে সাথে ফিল্মের মধ্যে Cr2N (211) ডিফ্র্যাকশন পিক ধীরে ধীরে দুর্বল হয়ে পড়ে এবং CrN (220) পিক ধীরে ধীরে শক্তিশালী হয়, ফিল্মের পৃষ্ঠের বড় কণাগুলো ধীরে ধীরে হ্রাস পায় এবং পৃষ্ঠটি সমতল হওয়ার প্রবণতা দেখায়। যখন N2 প্রবাহ ২৫ মিলি/মিনিট ছিল (টার্গেট সোর্স আর্ক কারেন্ট ৭৫ অ্যাম্পিয়ার), তখন জমা হওয়া CrN ফিল্মের পৃষ্ঠের গুণমান ভালো, কাঠিন্য ভালো এবং ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা চমৎকার ছিল (টার্গেট সোর্স আর্ক কারেন্ট ৭৫ অ্যাম্পিয়ার এবং নেগেটিভ প্রেশার ১০০ ভোল্ট)।

(5) সুপারহার্ড ফিল্ম
সুপারহার্ড ফিল্ম হলো এমন একটি কঠিন ফিল্ম যার কাঠিন্য ৪০ জিপিএ (GPa)-এর বেশি, চমৎকার ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা, উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং কম ঘর্ষণ সহগ ও কম তাপীয় প্রসারণ সহগ রয়েছে, যা প্রধানত অ্যামরফাস ডায়মন্ড ফিল্ম এবং সিএন (CN) ফিল্ম। অ্যামরফাস ডায়মন্ড ফিল্মের বৈশিষ্ট্য হলো এটি একটি অনিয়তাকার ফিল্ম, এতে কোনো দীর্ঘ-পরিসরের সুশৃঙ্খল কাঠামো নেই এবং এতে প্রচুর পরিমাণে সিসি (CC) চতুস্তলীয় বন্ধন থাকে, তাই একে চতুস্তলীয় অ্যামরফাস কার্বন ফিল্মও বলা হয়। এক ধরনের অ্যামরফাস কার্বন ফিল্ম হিসেবে, ডায়মন্ড-লাইক কোটিং (DLC)-এর হীরার মতো অনেক চমৎকার বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যেমন উচ্চ তাপ পরিবাহিতা, উচ্চ কাঠিন্য, উচ্চ স্থিতিস্থাপক গুণাঙ্ক, কম তাপীয় প্রসারণ সহগ, ভালো রাসায়নিক স্থিতিশীলতা, ভালো ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং কম ঘর্ষণ সহগ। দেখা গেছে যে, গিয়ারের পৃষ্ঠে ডায়মন্ড-লাইক ফিল্মের প্রলেপ দিলে এর কার্যকাল ৬ গুণ পর্যন্ত বাড়তে পারে এবং ক্লান্তি প্রতিরোধ ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়। সিএন (CN) ফিল্ম, যা অ্যামরফাস কার্বন-নাইট্রোজেন ফিল্ম নামেও পরিচিত, এর স্ফটিক কাঠামো β-Si3N4 সমযোজী যৌগের মতো এবং এটি β-C3N4 নামেও পরিচিত। লিউ এবং কোহেন প্রমুখ। প্রথম-প্রকৃতি নীতি থেকে সিউডোপোটেনশিয়াল ব্যান্ড গণনা ব্যবহার করে কঠোর তাত্ত্বিক হিসাব সম্পাদন করে নিশ্চিত করা হয়েছে যে, β-C3N4-এর একটি বৃহৎ বন্ধন শক্তি ও স্থিতিশীল যান্ত্রিক কাঠামো রয়েছে, অন্তত একটি উপ-স্থিতিশীল অবস্থার অস্তিত্ব থাকতে পারে এবং এর স্থিতিস্থাপক মডুলাস হীরার সাথে তুলনীয়। এর এমন ভালো বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা কার্যকরভাবে উপাদানটির পৃষ্ঠের কাঠিন্য ও ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়াতে এবং ঘর্ষণ সহগ কমাতে পারে।

(6) অন্যান্য সংকর ধাতু পরিধান-প্রতিরোধী আবরণ স্তর
গিয়ারে কিছু সংকর ধাতুর ক্ষয়-প্রতিরোধী প্রলেপ প্রয়োগ করার চেষ্টাও করা হয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, ৪৫# স্টিল গিয়ারের দাঁতের পৃষ্ঠে Ni-P-Co সংকর ধাতুর স্তর প্রলেপ দিয়ে অতি-সূক্ষ্ম দানার গঠন তৈরি করা হয়, যা এর আয়ু ১.১৪৪ থেকে ১.৫৩৩ গুণ পর্যন্ত বাড়িয়ে দিতে পারে। এও গবেষণা করা হয়েছে যে, Cu-Cr-P সংকর ধাতুর ঢালাই লোহার গিয়ারের শক্তি বাড়ানোর জন্য এর দাঁতের পৃষ্ঠে Cu ধাতব স্তর এবং Ni-W সংকর ধাতুর প্রলেপ প্রয়োগ করা হয়; প্রলেপহীন গিয়ারের তুলনায় HT250 ঢালাই লোহার গিয়ারের দাঁতের পৃষ্ঠে Ni-W এবং Ni-Co সংকর ধাতুর প্রলেপ প্রয়োগ করে এর ক্ষয়-প্রতিরোধ ক্ষমতা ৪ থেকে ৬ গুণ বাড়ানো হয়।