Přejít k obsahu


The effect of addition of Al in zirkonium dioxide thin film on its resistance to cracking

Citace: [] MUSIL, J., SKLENKA, J., ČERSTVÝ, R., SUZUKI, T., MORI, T., TAKAHASHI, M. The effect of addition of Al in zirkonium dioxide thin film on its resistance to cracking. Surface and Coatings Technology, 2012, roč. 2012, č. 207, s. 355-360. ISSN: 0257-8972
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: The effect of addition of Al in zirkonium dioxide thin film on its resistance to cracking
Rok vydání: 2012
Místo konání: Amsterdam
Název zdroje: Elsevier
Autoři: Prof. Ing. Jindřich Musil DrSc. , Ing. Josef Sklenka , Ing. Radomír Čerstvý , Tetsuya Suzuki , Takanori Mori , Mari Takahashi
Abstrakt CZ: Tento článek referuje o struktuře, mechanických a optických vlastnostech Zr-Al-O vrstev. Zr-Al-O vrstvy s různým poměrem Zr/Al byly připraveny reaktivním naprašováním za využití duálního magnetronu napájeného střídavými pulzy. Magnetrony byly vybaveny složeným terčem skládajícím se z Al desky upevněné ke katodě Zr kroužkem. Obsah Al v Zr-Al-O vrstvách byl řízen vnitřním průměrem Zr kroužku. Tento způsob umožňoval efektivně kontrolovat strukturu Zr-Al-O vrstev, jež byla určena jako směs krystalického oxidu zirkoničitého a amorfní fáze oxidu hlinitého. Detailně pak byl prozkoumán vliv obsahu Al v Zr-Al-O vrstvách na strukturu, mechanické a optické vlastnosti. Bylo nalezeno, že (i) Zr-Al-O vrstvy s hodnotou Zr/Al menší než jedna jsou amorfní, vykazují nízkou tvrdost a efektivní Youngův modul vedoucí k nízkým hodnotám poměru tvrdosti a efektivního Youngova modulu a nízké elastické vratnosti, (ii) Zr-Al-O vrstvy s hodnotou Zr/Al větší než jedna jsou krystalické a vykazují vysokou hodnotu tvrdosti, efektivní Youngův modul splňující vysokou hodnotu poměru tvrdosti a efektivního Youngova modulu, vysokou hodnotu elastické vratnosti a zvýšenou odolnost proti praskání během ohybu i pro vrstvy s tloušťkou dosahující 5 mikrometrů.
Abstrakt EN: The paper reports on the structure, mechanical and optical properties of sputtered Zr-Al-O films. The Zr-Al-O films with different Zr/Al ratio were prepared by a reactive sputtering using ac pulse dual magnetrons. The magnetrons were equipped with a target composed of Al plate fixed to the magnetron cathode by a Zr fixing ring. The content of Al in the Zr-Al-O film was controlled by inner diameter of Zr ring. It makes possible to control effectively the structure of the Zr-Al-O film determined by a mixture of the crystalline zirconium dioxide phase and the amorphous alumina phase. The effect of Al content on the structure, mechanical and optical properties of the Zr-Al-O film is investigated in detail. It was found that (i) the Zr-Al-O films with value of Zr/Al less than one are X-ray amorphous and exhibit low hardness, an effective Young?s modulus resulting in a low hardness to effective Young?s modulus ratio and low elastic recovery and (ii) the Zr-Al-O films with value of Zr/Al higher than one are crystalline and exhibit high hardness, an effective Young?s modulus satisfying a high hardness to effective Young?s modulus ratio, high value of elastic recovery and strongly enhanced resistance to cracking during bending even for thick films up to 5 micrometers.
Klíčová slova

Zpět

Patička