Badania nad krystalizacją amorficznych warstw Al2O3 otrzymywanych metodą MOCVD

• Autorzy: Sawka A. , Kwatera A.

Warianty tytułu

EN

Studies on crystallisation of amorphous layers of Al2O3 obtained by MOCVD

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Warstwy Al2O3 syntezowano metodą MOCVD z acetyloacetonianu glinu w temperaturach 700-1000°C w powietrzu na podłożach ze szkła kwarcowego w postaci rurek oraz płytek. Stosowano bardzo duże stężenia reagentów. W zakresie temperatur 700-850°C nie zauważono występowania niepożądanej nukleacji homogenicznej prowadzącej do powstawania proszków w fazie gazowej. W tym zakresie temperatur szybkość wzrostu warstw zwiększała się bardzo znacznie (kilkakrotnie). W temperaturach ok. 1000°C stwierdzono występowanie zaawansowanej nukleacji homogenicznej. Nanokrystality Al2O3 zaobserwowano w warstwach syntezowanych już w 700°C (rentgenograficznie warstwy były amorficzne). Wzrost temperatury powodował wzrost ilości oraz wielkości nanokrystalitów w warstwach. Analiza rentgenowska warstw syntezowanych w temperaturze ok. 800°C wykazała obecność odmian niskotemperaturowych Al2O3, zaś w przypadku warstw otrzymanych w ok. 950°C ewidentnie występowanie odmiany α-Al2O3. Wzrost temperatury syntezy warstw powodował również wzrost ich chropowatości. Badania przeświecalności w świetle ultrafioletowym i widzialnym szkła bez i z warstwą wskazują, że wraz ze wzrostem stopnia krystalizacji warstw obniża się ich przeświecalność.

EN

Al2O3 layers were synthesised at temperatures of 700-1000°C in the air atmosphere by the MOCVD method using aluminium acetyloacetonate as the precursor. Quartz glass tubes and plates were used as substrates. In the temperature range of 700-850°C, the presence of homogeneous nucleation process wasn't observed in spite of the use of high reagent concentrations. The growth rate of the layers significantly increased in that temperature range. At about 1000°C, the process of homogeneous nucleation occurred during the layer synthesis. Al2O3 nanocrystallites were observed by scanning electron microscopy for the samples obtained at 700°C. An increase of temperature increased the amount and size of the Al2O3 nanocrystallites. The X-ray analysis of the layers synthesized at 800°C indicated the presence of low temperature Al2O3 phases, and in the case of the layers synthesized at 950°C it showed the appearance of α-Al2O3 phase. An increase of the synthesis temperature also caused the increased roughness of deposited layers. Transparency tests showed that the crystallisation process decreased transparency of the resultant layers.

Słowa kluczowe

PL

warstwy Al2O3; narzędzia skrawające; metoda MOCVD

EN

Al2O3 layers; cutting tools; MOCVD

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 64, nr 4
• Strony: 494--499
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Sawka A.

autor

Kwatera A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, KCS, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] Lux B., Colombier C., Altena H., Stjernberg K.G.: „Prepartaion of alumnia coatings by chemical vapour deposition”, Thin Solid Films, 138, (1986), 50.
• [2] Dobrzański E.A., Gołombek K.: „Structure and properties of cutting tools made from cemented carbides and cermets with TiN+mono, gradient or multi (Ti, Al, Si)N+TiN nanocrystalline coatings”, J. Mater. Process. Technol., 164-165, (2005), 805.
• [3] Whitney E.D.: Ceramic cutting tools, NP, New Jersey, 1994.
• [4] Funk R., Schachner H., Triquet C., Kornmann M., Lux B.: „Coating of cemented carbide cutting tools with alumina by chemical vapour deposition”, J. Electrochem. Soc., 123, (1976), 285-289.
• [5] Ruppi S.: „Deposition, microstructure and properties of texture controlled CVD Al2O3 coatings”, Int. J. Refract. Metals Hard Mater., 23, (2005), 306.
• [6] Halversson M., Vourinen S.: „Microstructure and performance of CVD κ-Al2O3 multilayers”, Mater. Sci. Eng. A, 209, (1996), 337.
• [7] Kwatera A.: „Models of the processes at the substrate surface in the CVD method”, Ceram. Int., 17, (1991), 11.
• [8] Kwatera A.: „Carbon-doped α-Al2O3 films synthesized on cemented carbide tools by the Metal Organic LPCVD technique”, Thin Solid Films, 200, (1991), 19-32.