Přejít k obsahu


Interrelationships Between Mechanical Properties and Resistance to Cracking of Magnetron Sputtered Al-Si-N Films

Citace:
PROCHÁZKA, J., MUSIL, J., ČERSTVÝ, R., HAVIAR, S. Interrelationships Between Mechanical Properties and Resistance to Cracking of Magnetron Sputtered Al-Si-N Films. Paříž, Francie, 2015.
Druh: PŘEDNÁŠKA, POSTER
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Interrelationships Between Mechanical Properties and Resistance to Cracking of Magnetron Sputtered Al-Si-N Films
Rok vydání: 2015
Autoři: Ing. Jan Procházka , Prof. Ing. Jindřich Musil DrSc. , Ing. Radomír Čerstvý , RNDr. Stanislav Haviar Ph.D.
Abstrakt CZ: Tato práce pojednává o struktuře a mechanických vlastnostech vrstev Al-Si-N připravených magnetronovým naprašováním a jejich odolnosti proti vzniku trhlin při ohybu a při indentačních testech s vysokou zátěží. Vrstvy byly připraveny reaktivním naprašováním ze slitinového terče Al-Si (90 % Al, 10 % Si) ve směsi Ar+N2 na Si(100) a Mo substráty na plovoucím potenciálu nebo se záporným předpětím. Struktura a mechanické vlastnosti Al-Si-N vrstev a jejich odolnost proti vzniku trhlin při ohybu byly charakterizovány pomocí rentgenové difrakce a skenovací elektronové mikroskopie, indentačního testu a ohybu kovových proužků s nanesenou vrstvou okolo válce s malým poloměrem. Bylo zjištěno, že: (1) Al-Si-N vrstvy s vláknitou mikrostrukturou se skládají z jemných zrn podobných hexagonálnímu AlN obklopených tenkou vrstvou amorfního Si3N4 a vykazují zvýšenou odolnost proti vzniku trhlin. (2) Vrstvy Al-Si-N se sloupcovou strukturou snadno praskají. (3) Změna mikrostruktury vrstev Al-Si-N od sloupcové k vláknité vyžaduje dodání větší energie do rostoucí vrstvy zvýšením iontového bombardu.
Abstrakt EN: The paper reports on the structure and mechanical properties of magnetron sputtered Al-SiN films and their resistance to cracking during bending and indentation test with high applied load. The films were reactively sputtered from a Al-Si alloy target (90 at.% Al, 10 at.% Si) in an Ar+N2 sputtering gas mixtures on the Si (100) and Mo substrates placed on floating potential or negatively biased with a DC-pulsed power supply using unipolar AC-pulsed discharge. The structure and mechanical properties (the hardness H, the effective Young?s modulus E*, the elastic recovery We) of Al-Si-N films and their resistance to cracking in bending were characterized by the X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM), the diamond indentation test and the bending of a metallic strip coated by the tested film around a fixed cylinder of small radius r, respectively. Correlations between the structure, microstructure, mechanical properties and their thermal stability of the Al-Si-N films are analysed in detail. It was found that: (1) The Al-Si-N coatings with filamental microstructure consist of fine h-AlN-like grains surrounded by thin a-Si3N4 tissue phase and exhibit enhanced resistance to cracking. (2) The Al-Si-N coatings with columnar structure easily crack. (3) The change of microstructure of Al-Si-N coatings from columnar to filamental requires higher energy to be delivered to the growing film by increasing of particle bombardment.
Klíčová slova

Zpět

Patička