Powłoka ReB2 na podłożach z węglików spiekanych i stali szybkotnącej

• Autorzy: Rylski A.

Warianty tytułu

EN

Deposition of ReB2 coating on HS steel and sintered carbide substrates

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Materiały supertwarde odgrywają coraz większą rolę w grupie materiałów zaawansowanych dla współczesnej techniki. Zwiększa się ich znaczenie jako powłok jedno- i wielowarstwowych. Do takiej grupy atrakcyjnych materiałów należy dwuborek renu. W pracy dokonano przeglądu literatury dotyczącej wytwarzania dwuborku renu. Z czystych składników, tj. renu i boru, wytworzono za pomocą spiekania target z dwuborku renu. Podjęto próbę osadzenia powłok z dwuborku renu na podłożach ze spiekanej stali szybkotnącej oraz z węglików spiekanych metodą rozpylania magnetronowego. Następnie próbki z wytworzonymi powłokami wygrzano w temperaturze 1000°C i poddano badaniom z wykorzystaniem metod XRD, SEM oraz EDS. Na podstawie badań SEM określono grubość powłok oraz stwierdzono występowanie siatki pęknięć. Na podstawie badań XRD stwierdzono występowanie refleksów charakterystycznych dla dwuborku renu oraz innych refleksów, które wymagają identyfikacji. Uznano za celowe kontynuowanie badań nad wytwarzaniem supertwardych powłok dwuborku renu.

EN

Superhard materials play an important role in modern advanced technologies. At the same time their importance as mono- or multilayered coatings is permanently increasing. To such group of attractive materials belongs the rhenium diboride. A survey of relevant literature is given in the present paper. Moreover, a convenient target from ReB2 was manufactured from pure Re and B powders by sintering. Then, an attempt was made to deposit ReB2 coating on high speed steel and sintered carbide substraces by magnetron sputtering of the target. After deposition the specimens with deposited coatings were submitted to annealing at 1000°C. Next the coatings were characterized with use XRD, SEM and EDS techniques. The thickness of the coating was measured with use SEM. A network of cracks in the coatings was found in the SEM images of coatings. It was found from XRD investigations the diffraction peaks characteristic for ReB2 phase as well as a number of additional ones which, however, could not be identified. The author finds it adviceable to continue the investigations on the synthesis of superhard ReB2 coatings by means of magnetron sputtering.

Słowa kluczowe

PL

rozpylanie magnetronowe; materiały supertwarde; dwuborek renu

EN

magnetron sputtering; superhard materials; rhenium diboride

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 34, nr 6
• Strony: 833--836
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Rylski A.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Wydział Mechaniczny, Politechnika Łódzka

Bibliografia

• [1] Zhou W., Wu H., Yildirim T.: Electronic, dynamical and thermal properties of ultra-incompressible superhard rhenium diboride: A combined first-principles and neutron scattering study. Phys. Rev. B 76 (2007) 184113-1÷184113-6.
• [2] Li X., Wang Y. X., Lo V. C.: First-principles study of the (001) and (110) surfaces of superhard ReB2. Thin Solid Films 520 (2012) 4951÷4955.
• [3] Chung H. Y., Wienberger M. B., Levine J. B., Kavner A., Yang J. M., Tolbert S. H.: Synthesis of ultra-incompresiible superhard rhenium diboride at ambient pressure. Science 316 (2007) 436÷439.
• [4] Latini A., Rau J. V., Ferro D., Teghil R., Albertini V. R., Barinov S. M.: Superhard diboride films: preparation and characterization. Chem. Mater. 20 (2008) 4507÷4511.
• [5] Qin J., He D., Wang J., Fang L., Lei L., Li Y., Hu J., Kou Z., Bi Y.: Is rhenium diboride a superhard material? Adv. Mater. 20 (2008) 4780÷4783.
• [6] Locci A. M., Licheri R., Orru R., Cao G.: Reactive spark plasma sintering of rhenium diboride. Ceram. Int. 35 (2009) 397÷400.
• [7] Levine J. B., Tolbert S. H., Kaner R. B.: Advancements in the search for superhard ultra-incompressible metal borides. Adv. Func. Mater. 19 (2009) 3519÷3533.
• [8] Zhang R. F., Veprek S., Argon A. S.: Mechanical and electronic properties of hard rhenium diboride of low elastic compressibility studied by first principles calculation. Appl. Phys. Lett. 91 (2007) 201914-1÷201914-3.
• [9] Levine J. B., Betts J. B., Garrett J. D., Guo S. Q., Eng J. T., Migliori A., Kaner R. B.: Full elastic tensor of a crystal of the superhard compounds ReB2. Acta Mater. 58 (2010) 1530÷1535.
• [10] Jiang X., Zhao J., Jiang X.: Correlation between hardness and elastic moduli of the covalent crystals. Comput. Mat. Sci. 50 (2011) 2287÷2290.
• [11] Zhao E., Wang J., Meng J., Wu Z.: Ab initio on the electronic and mechanical properties of ReB and ReC. J. Solid State Chem. 182 (2009) 960÷965.
• [12] Chung H.-Y., Weinberger M. B., Yang J.-M., Tolbert S. H., Kaner R. B.: Correlation between hardness and elastic moduli of the ultraincompressible transition metal diborides RuB2, OsB2, ReB2. Appl. Phys. Lett. 92 (2008) 261904.
• [13] Otani S., Korsukova M. M., Aizawa T.: High-temperature hardness of ReB2 single crystals. J. Alloys Comp. 477 (2009) L28÷L29.
• [14] Kavner A., Armentrout M. W., Rainey E. S., Xie M., Weaver B. E., Tolbert S. H., Kaner R. B.: Thermoelastic properties of ReB2 at high pressures and temperatures and comparison with Pt, Os and Re. J. Appl. Phys. 110 (2011) 093518-1÷093518-5.
• [15] Otani S., Aizawa T., Ishizawa Y.: Preparation of ReB2 single crystals by the floating zone metod. J. Alloys Comp. 252 (1997) L19÷L21.
• [16] Massalski T. B.: Binary alloys phase diagrams. Vol. 1. ASM, USA (1986).
• [17] Portnoi K. I., Romashov V. M.: Phase diagram of the system rheniumboron. Poroshkovaya Metallurgiya 2 (1968) 41÷44.
• [18] Yang Y., Chen S., Chang Y. A.: Thermodynamic modeling of the Re-Si-B system. Intermetallics 18 (2010) 51÷58.