Přejít k obsahu


Hard Zr-Al-O films with enhanced resistance to cracking in bending

Citace: SKLENKA, J., MUSIL, J., ČERSTVÝ, R. Hard Zr-Al-O films with enhanced resistance to cracking in bending. San Diego, Kalifornie, USA, 2013.
Druh: PŘEDNÁŠKA, POSTER
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Hard Zr-Al-O films with enhanced resistance to cracking in bending
Rok vydání: 2013
Autoři: Ing. Josef Sklenka , Prof. Ing. Jindřich Musil DrSc. , Ing. Radomír Čerstvý
Abstrakt CZ: Tento článek referuje o struktuře, mechanických a optických vlastnostech vrstev Zr-Al-O se zvýšenou odolností proti tvorbě trhlin při ohybu. Vrstvy Zr-Al-O 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 ve vrstvách Zr-Al-O byl řízen vnitřním průměrem Zr kroužku. Tento způsob umožňoval efektivně kontrolovat poměr krystalické fáze ZrO2 a amorfní fáze Al2O3 ve vrstvách Zr-Al-O a tedy i jejich strukturu. Vrstvy Zr-Al-O byly připraveny na (i) Si(100) substráty pro měření (a) mechanických vlastností a (b) struktury vrstev, (ii) sklo pro měření průhlednosti, a (iii) na tenký kovový proužek pro měření odolnosti vrstev proti vzniku trhlin při ohybu. Bylo nalezeno, že (i) vrstvy Zr-Al-O s nižším poměrem Zr/Al jsou amorfní a vykazují nižší tvrdost, vysoký efektivní Youngův modul, (ii) vrstvy Zr-Al-O s vysokým poměrem Zr/Al jsou krystalické a vykazují vysokou tvrdost, nízký efektivní Youngův modul, a (iii) vysoce elastické tvrdé vrstvy Zr-Al-O s tvrdostí H mezi 18 a 19 GPa, nízkým efektivním Yougovým modulem vykazují silně zvýšenou odolnost proti vzniku trhlin. Tento poslední výsledek je tím nejdůležitějším výsledkem tohoto zkoumání.
Abstrakt EN: The paper reports on structure, mechanical and optical properties of Zr-Al-O films with enhanced resistance to cracking in bending. The Zr-Al-O films with different content of Zr/Al ratio were prepared by reactive sputtering using ac pulse dual magnetron. 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. This way it was possible to control the ratio of the crystalline ZrO2 phase and the X-ray amorphous Al2O3 phase in the Zr-Al-O film and thereby its structure. The Zr-Al-O films were deposited on (i) Si(100) substrates for measurement of (a) mechanical properties and (b) structure of film, (ii) glass for measurement of optical transparency of film and (iii) on thin metallic strip for measurement of resistance of the film to cracking in bending. It was found that (i) the Zr-Al-O films with lower value of Zr/Al are X-ray amorphous and exhibit a low hardness, high effective Young's modulus, (ii) the Zr-Al-O films with a high Zr/Al ratio are crystalline and exhibit a high hardness, and (iii) the highly elastic hard Zr-Al-O films with H between 18 and 19 GPa, low Young's modulus exhibit strongly enhanced resistance to cracking. The last finding is the most important result of this investigation.
Klíčová slova

Zpět

Patička