Přejít k obsahu


Role of energy delivered to sputtered Ti(Al,V)N films on its physical and mechanical properties

Citace:
JAROŠ, M., MUSIL, J., ČERSTVÝ, R., HAVIAR, S. Role of energy delivered to sputtered Ti(Al,V)N films on its physical and mechanical properties. Gent, Belgie, 2016.
Druh: PŘEDNÁŠKA, POSTER
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Role of energy delivered to sputtered Ti(Al,V)N films on its physical and mechanical properties
Rok vydání: 2016
Autoři: Ing. Martin Jaroš , Prof. Ing. Jindřich Musil DrSc. , Ing. Radomír Čerstvý , RNDr. Stanislav Haviar Ph.D.
Abstrakt CZ: Poster se zabývá vlivem energie dodané do naprašovaných Ti(Al,V)N vrstev pomocí dopadajících iontů na jejich strukturu, mikrostrukturu, makropnutí, mechanické vlastnosti a odolnost proti vzniku trhlin. Energie je vyčíslena pomocí změřených hodnot předpětí na substrátu, proudové hustoty na substrát a depoziční rychlosti vrstev. Vrstvy byly připraveny použitím DC a pulzní magnetronové depozice z TiAlV (6 at. % Al, 4 at. % V) terčů při průměrné výkonové hustotě 10 W/cm^2, teplotě substrátu 500 °C, vzdálenosti substrát-terč 60 mm, ve směsi argonu a dusíku (80 % dusíku) s celkovým tlakem 1 Pa. Bylo zjištěno, že (1) navýšení energie dodané do vrstvy vede k (i) změně přednostní orientace z TiN(200) na TiN(220) a (ii) změně mikrostruktury vrstev ze sloupcovité na více zhuštěnou, což současně vede ke zlepšení mechanických vlastností (H/E* > 0,12 a We > 65 %), (2) vrstvy připravené při hodnotě energie vyšší než 2 MJ/cm^3 vykazují zvýšenou odolnost proti vzniku trhlin a (3) zvýšení energie Ebi pomocí předpětí vede ke zvýšení vnitřního pnutí ve vrstvách.
Abstrakt EN: The poster reports on the effect of the energy Ebi delivered to the sputtered Ti(Al,V)N film by bombarding ions on its structure, microstructure, macrostress, mechanical properties and resistance to cracking. The energy Ebi is calculated from measured values of the substrate bias voltage, the substrate ion current density and the deposition rate of the film. The Ti(Al,V)N films were reactively sputter deposited on Si (111) plates and Mo strip in a mixture Ar+N2 gases using DC and pulsed dual magnetron with closed magnetic field equipped with TiAlV (6 at.% Al, 4 at.% V) alloy targets of diameter 50 mm at the average target power density of 10 W/cm^2, substrate temperature of 500 °C, substrate to target distance of 60 mm and total pressure of sputtering gas ranging from 0.4 to 1 Pa. It was found that (1) the increase of the energy Ebi results in the conversion of (i) the preferred orientation of grains from TiN(200) to TiN(220) and (ii) the film microstructure from the columnar microstructure to the dense, non-columnar one, and in the increase of the hardness to Young?s modulus (H/E*) ratio and elastic recovery (We) from low values to high values (H/E* > 0.12 and We > 65%), (2) the films sputtered at the energy Ebi ? 2 MJ/cm^3 exhibit the enhanced resistance to cracking and (3) the increase of the energy Ebi controlled by the negative substrate bias Us results in the increase of the compressive macrostress up to ?4 GPa when the negative substrate bias Us increases from ?11 V to ?100 V.
Klíčová slova

Zpět

Patička