Přejít k obsahu


Flexible hard Al-Si-N films for high temperature operation

Citace:
MUSIL, J., REMNEV, G., LEGOSTAEV, V., UGLOV, V., LEBEDYNSKIY, A., LAUK, A., PROCHÁZKA, J., HAVIAR, S., SMOLYANSKIY, E. Flexible hard Al-Si-N films for high temperature operation. Surface and Coatings Technology, 2016, roč. 307, č. 15 December 2016, s. 1112-1118. ISSN: 0257-8972
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Flexible hard Al-Si-N films for high temperature operation
Rok vydání: 2016
Autoři: Prof. Ing. Jindřich Musil DrSc. , Gennady Remnev , V. Legostaev , Vladimir Uglov , A. Lebedynskiy , A. Lauk , Ing. Jan Procházka , RNDr. Stanislav Haviar Ph.D. , E. Smolyanskiy
Abstrakt CZ: Článek pojednává o ohebných a tvrdých tenkých vrstvách na bázi Al-Si-N připravených magnetronovým naprašováním. Struktura a mechanické vlastnosti těchto vrstev byly řízeny množstvím Si ve vrstvě, parciálním tlakem dusíku pN2 a výkonem na magnetronu. Byly připraveny vrstvy s nízkým (? 10 at. %) a vysokým (? 20 at. %) obsahem Si. Korelace mezi strukturou, mikrostrukturou, mechanickými vlastnostmi a teplotní stabilitou těchto vrstev jsou rozebrány podrobněji. Tepelná stabilita vrstev byla zkoumána tepelným žíháním na vzduchu a vodní páře při teplotách až 1200 °C. Je zde ukázáno, že (1) při vyšším obsahu Si ve vrstvě dochází ke změně ve struktuře z krystalické na rentgenově-amorfní, (2) vrstvy s vysokou tvrdostí H ? 20 GPa, poměrem H/E* ? 0,1 a elastickou vratností We ? 60 % vykazují zvýšenou odolnost proti vzniku trhlin, (3) vrstvy s obsahem Si ? 20 at. % vykazují teplotní stabilitu až do 1200 °C na vzduchu a až do 800 °C ve vodní páře. Podmínky, při kterých byly tyto vrstvy připraveny, jsou zde diskutovány podrobněji.
Abstrakt EN: This article reports on flexible hard Al-Si-N films prepared by reactive magnetron sputtering. The structure and mechanical properties of Al-Si-N films were controlled by the content of Si in the film, partial pressure of nitrogen pN2 used in sputtering and the power delivered to the magnetron. The Al-Si-N films with a low (? 10 at.%) Si content and with a high (? 20 at.%) Si content were prepared. Correlations between the structure, microstructure, mechanical properties and their thermal stability of the Al-Si-N films are analyzed in detail. Thermal stability of Al-Si-N films was assessed by thermal annealing in air and water vapor up to annealing temperature Ta = 1200 °C. It is shown that (1) the increase of Si content in the Al-Si-N film leads to the change of its crystalline structure from polycrystalline to X-ray amorphous and (2) the flexible hard Al-Si-N films with high (i) hardness H ? 20 GPa, (ii) ratio H/E* ? 0.1, and (iii) elastic recovery We ? 60% exhibit enhanced resistance to cracking and (3) the thermal stability of Al-Si-N films with a high (? 20 at.%) Si content achieves up to Ta ? 1200 °C in air and up to Ta ? 800 °C in water vapor. Conditions under which the flexible hard Al-Si-N films with enhanced resistance to cracking and high thermal stability can be prepared are described in detail.
Klíčová slova

Zpět

Patička