Přejít k obsahu


Hard multifunctional Hf–B–Si–C films prepared by pulsed magnetron sputtering

Citace:
KOHOUT, J., VLČEK, J., HOUŠKA, J., MAREŠ, P., ČERSTVÝ, R., ZEMAN, P., ZHANG, M., JIANG, J., MELETIS, E. I., ZUZJAKOVÁ, Š. Hard multifunctional Hf?B?Si?C films prepared by pulsed magnetron sputtering. Surface and Coatings Technology, 2014, roč. 2014, č. 257, s. 301-307. ISSN: 0257-8972
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Hard multifunctional Hf?B?Si?C films prepared by pulsed magnetron sputtering
Rok vydání: 2014
Místo konání: Amsterdam
Název zdroje: Elsevier
Autoři: Mgr. Jiří Kohout , Prof. RNDr. Jaroslav Vlček CSc. , Doc. Ing. Jiří Houška Ph.D. , Ing. Pavel Mareš , Ing. Radomír Čerstvý , Doc. Ing. Petr Zeman Ph.D. , Minghui Zhang , Jiechao Jiang , Efstathios I. Meletis , Ing. Šárka Zuzjaková
Abstrakt CZ: Vrstvy Hf-B-Si-C byly deponovány na křemíkové a skleněné substráty využitím pulsního magnetronového naprašování z terče B4C-Hf-Si (se zafixovaným podílem 15 % Hf a s proměnným podílem 0-50 % Si v erozní zóně terče) v argonové atmosféře. Zaměřili jsme se na vliv křemíku ve vrstvách. Struktura se měnila z nanokolumnární (pro 0-7 at. % Si) přes nanokompozitní (kolem 10 at. % Si) až po amorfní (vysoké zastoupení Si). Nanokolumnární i nanokompozitní vrstvy HfB2 typu vykazovaly tvrdost 37 GPa a vysoký poměr H/E* kolem 0,15. Přidání Si vedlo k významnému poklesu tlakového pnutí v tenkých vrstvách a k navýšení jejich oxidační odolnosti (neměřitelná hmotnostní změna při žíhání do teplot 800 °C pro vrstvy s obsahem Si 35 at. %). Všechny vrstvy vykazují vysokou elektrickou vodivost a velmi hladký povrch bez defektů s průměrnou drsností pod 1 nm. Tyto vrstvy mohou být použity jako nová třída tvrdých a elektricky vodivých ochranných materiálů s vysokou oxidační odolností.
Abstrakt EN: Hf-B-Si-C films were deposited onto silicon and glass substrates using pulsed magnetron co-sputtering of a single B4C-Hf-Si target (at a fixed 15% Hf fraction and a varying 0?50% Si fraction in the target erosion area) in pure argon. We focus on the effect of the Si content in the films. The film structure changes from nanocolumnar (at 0?7 at.% of Si) to nanocomposite (at around 10 at.% of Si) to amorphous (at higher Si contents). Both nanocolumnar and nanocomposite HfB2-based films exhibit a hardness of up to 37 GPa and a high H/E* ratio of around 0.15. The Si incorporation leads to a significant reduction of the compressive stress of films and improvement of their oxidation resistance (unmeasurable mass change after annealing up to 800 °C at 35 at.% of Si). All films exhibit a high electrical conductivity and very smooth defect-free surfaces with an average roughness below 1 nm. Consequently, the films may be used as a new class of hard and electrically conductive protective coatings with a high oxidation resistance at elevated temperatures.
Klíčová slova

Zpět

Patička