Characterization of Ti/TiN multilayer coating deposited using PLD technique

• Autorzy: Solecka M. , Radziszewska A. , Kowalski K. , Moskalewicz T.

Warianty tytułu

PL

Charakterystyka wielowarstwowej powłoki Ti/TiN nakładanej techniką PLD

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Tribological multilayer coatings on Ti/TiN basis were deposited by means of the Pulsed Laser Deposition (PLD) technique. The composites were built of six alternately deposited Ti (ca. 25 nm) and TiN (ca. 40 nm) layers with the total thickness of about 200 nm. Several analytical techniques were used to investigate the microstructure and composition of the coatings. Scanning electron microscopy (SEM) analyses showed a uniform coating surface with a few defects in the form of droplets enriched in oxygen. Transmission electron microscopy (TEM) as well as the secondary ion mass spectrometry (SIMS) examinations confirmed the multilayer structure of the Ti/TiN coatings. The chemical composition of the Ti/TiN coatings was investigated by using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The XPS surface analysis showed the presence of titanium nitride and oxide.

PL

Wielowarstwowe powłoki tribologiczne na bazie Ti/TiN wytworzone zostały metodą osadzania impulsem laserowym (PLD). Powłoki zbudowane były z 6-warstwowego układu naprzemiennie osadzanych warstw Ti (ok. 25 nm) i TiN (ok. 40 nm), przy całkowitej grubości powłoki nieprzekraczającej 200 nm. Do badania mikrostruktury i składu chemicznego użyto wiele technik badawczych. Analiza za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) wykazała jednolitą powierzchnię powłoki z nielicznymi wadami w postaci kropli o podwyższonej zawartości tlenu. Transmisyjna mikroskopia elektronowa (TEM), jak również spektroskopia mas jonów wtórnych (SIMS) potwierdziły wielowarstwową strukturę powłok Ti/TiN. Skład chemiczny powłok Ti/TiN badano za pomocą rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronów (XPS). Analiza XPS wykazała obecność azotku tytanu i tlenku na powierzchni powłoki.

Słowa kluczowe

EN

pulsed laser deposition; Ti; TiN; coating; tribological multilayers

PL

ablacja laserowa; Ti; TiN; powłoka; tribologiczne multiwarstwy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 34, nr 4
• Strony: 374--377
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Solecka M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Kraków

autor

Radziszewska A.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Kraków

autor

Kowalski K.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Kraków

autor

Moskalewicz T.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, Kraków

Bibliografia

• [1] Lackner J. M., Waldhauser W., Berghauser R., Ebner R., Major B., Schoberl T.: Structural mechanical and tribological investigation of pulsed laser deposition titanium nitride coating. Thin Solid Films 453-454 (2004) 195÷202.
• [2] Holmberg K., Matthews A.: Coatings-tribology. Elsevier, Amsterdam (1994).
• [3] Ebner R., Waldhauser W., Lenz W.: Pulsed laser deposition: a new technique for coating sheet materials and three-dimensional industrial components. Proc. Materials Week 575 (2001).
• [4] Chrisey D. B., Hubler G. K.: Pulsed laser deposition of thin films. Wiley, New York (1994).
• [5] Major B., Mróz W., Wierzchoń T., Waldhauser W., Lackner J., Ebner R.: Pulsed laser deposition of advanced titanium nitride thin layers. Surface and Coatings Technology 180-181 (2004) 580÷584.
• [6] Cieniek Ł., Kusiński J.: Microstructural investigations of Ca and La doped C00 thin films prepared by pulsed laser deposition technique. Solid State Phenomena 186 (2012) 168÷171.
• [7] Stadelmann P.: JEMS Java Electron Microscopy Software. http://cimewww.epfi.ch 550 (2004).
• [8] Willmott P. R., Hubler J. R.: Pulsed laser vaporization and deposition. The American Physical Society 72 (2000) 315÷327.
• [9] Yonezawa Y., Minamikawa T., Matsuda K., Takezawa K., Morimoto A.,Shimizu T.: Size distribution of droplets in film prepared by pulsed laser ablation, Applied Surface Science 127-129 (1998) 639÷644.
• [10] Radziszewska A.: Structure and morphology of thin films deposited by pulsed laser deposition technique. Solid Stat. Phenom. 186 (2012) 160÷163.
• [11] Major Ł., Major B., Lackner J. M.: Multiscaled analysis of wear mechanism of titanium and carbon basis multilayer coatings. Inżynieria Materiałowa 6 (2012) 553÷555.