Přejít k obsahu


Dependence of structure and properties of hard nanocrystalline conductive films MBCN (M = Ti, Zr, Hf) on the choice of metal element

Citace:
HOUŠKA, J., KOHOUT, J., MAREŠ, P., ČERSTVÝ, R., VLČEK, J. Dependence of structure and properties of hard nanocrystalline conductive films MBCN (M = Ti, Zr, Hf) on the choice of metal element. Thin Solid Films, 2015, roč. 2015, č. 586, s. 22-27. ISSN: 0040-6090
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Dependence of structure and properties of hard nanocrystalline conductive films MBCN (M = Ti, Zr, Hf) on the choice of metal element
Rok vydání: 2015
Autoři: Doc. Ing. Jiří Houška Ph.D. , Mgr. Jiří Kohout , Ing. Pavel Mareš , Ing. Radomír Čerstvý , Prof. RNDr. Jaroslav Vlček CSc.
Abstrakt CZ: Článek se zabývá tvrdými nanokrystalickými vodivými materiály MBCN (M = Ti, Zr, Hf) připravenými pulzním dc reaktivním magnetronovým naprašováním. Soustředíme se na vliv volby kovového prvku na strukturu a vlastnosti materiálů. Ukazujeme, že přechod od Ti přes Zr k Hf zvyšuje preferenci vzniku stabilních tuhých roztoků MBxCyN1-x-y. Tyto experimentální výsledky jsou porovnány s a vysvětleny pomocí ab-initio výpočtů. Při nízkém obsahu N vede tento trend k přechodu od rentgenograficky amorfních materiálů TiBCN k nanokompozitům ZrBCN a HfBCN. Tento přechod zlepšuje tvrdost materiálů, poměr H/E a elastické zotavení. Při vysokém obsahu N vede přechod od (homogenního) TiBCN k ZrBCN a především HfBCN (kde jsou vodivé krystaly odděleny nevodivou amorfní fází) k dramatickému růstu elektrické rezistivity.
Abstrakt EN: The paper deals with hard nanocrystalline conductive films MBCN (M = Ti, Zr, Hf) prepared by pulsed dc reactive magnetron sputtering. We focus on the effect of the choice of metal element on materials structure and properties. We find that the transition from Ti through Zr to Hf leads to an increasing preference to form stable MBxCyN1-x-y solid solutions. These results are compared with and explained by ab-initio calculations. At a low N content the transition from X-ray amorphous TiBCN to truly nanocrystalline or even nanocomposite ZrBCN and HfBCN leads to increased hardness, increased H/E ratio and increased elastic recovery. At a medium N content the transition from TiBCN (which is homogenous) to ZrBCN and HfBCN (where small conductive nanocrystals are separated by an insulating amorphous phase) dramatically increases the electrical resistivity.
Klíčová slova

Zpět

Patička