Charakterystyka powłok Ti-Si-C formowanych metodą IBAD na stali 316L

• Autorzy: Twardowska A.

Warianty tytułu

EN

The characterization of Ti-Si-C coatings deposited on 316L steel by IBAD technique

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań powłok Ti-Si-C wytworzonych na podłożu stalowym (AISI 316L) metodą dwuwiązkową IBAD. Proces prowadzono w próżni, stosując węglik tytanowo-krzemowy Ti3SiC2 jako substancję rozpylaną (target), bombardowaną wiązką jonów Ar+ o energii 15 keV. Charakterystyki otrzymanych powłok dokonano za pomocą rentgenowskiej analizy dyfrakcyjnej (XRD), konfokalnej dyspersyjnej mikrospektroskopii ramanowskiej, metod mikroskopii elektronowej skaningowej i transmisyjnej (SEM, EDS, TEM). Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że zastosowane parametry procesu IBAD pozwoliły uformować jednorodne, ciągłe powłoki o grubości poniżej 0,9 um. Stwierdzono wielofazową budowę powłok składających się z amorficznej osnowy (o stosunku zawartości 70% mas. Si/ 30% mas. Ti) oraz wydzieleń faz: Ti5Si3, Si2Ti oraz Ti6C3,75. Widma ramanowskie zarejestrowane dla uformowanych powłok w trybie wysokiej zdolności rozdzielczej (HR) wskazały na piki opisane funkcją typu Gauss-Lorentza, odpowiadające liczbom falowym 152 cm-1, (159 cm-1), 216 cm-1, (226 cm-1), 278 cm-1, (279 cm-1), 311 cm-1, (301 cm-1), 378 cm-1, (379 cm-1), 608 cm-1, 625 cm-1, 691 cm-1, (675 cm-1), odpowiadającym liczbom falowym rejestrowanym dla Ti3SiC2. Twardość HIT (od 2,7 GPa do 5,3 GPa) oraz zredukowany moduł Younga EIT (160 GPa), wyznaczone zostały metodą Oliver & Pharr'a na podstawie pomiaru nanotwardości pokrytych podłoży.

EN

Ti-Si-C coatings were formed at room temperature on AISI 316L steel substrates by dual beam ion assisted deposition technique from single compound Ti3SiC2 target. Scanning and transmission electron microcopy method were used to examine as-deposited coatings. Their morphology was smooth and dense and their thickness was in the range from 100 nm up to 1 ?m. Raman spectra of coated substrates were collected up with five peaks at 152 cm-1, (159 cm-1), 216 cm-1, (226 cm-1), 278 cm-1, (279 cm-1), 311 cm-1, (301 cm-1), 378 cm-1, (379 cm-1), 608 cm-1, 625 cm-1, 691 cm-1, (675 cm-1), the same positions as for Ti3SiC2 compound target. TEM and HRTEM examinations, accompanied by SAED analyses revealed that deposited films were amorphous. Nanoindentation tests were provided on coated and uncoated substrates and hardness HIT and reduced elastic modulus EIT were calculated using the Oliver & Pharr method.

Słowa kluczowe

PL

powłoki; Ti-Si-C; IBAD; PVD; pomiar nanotwardości

EN

Ti-Si-C system; IBAD; PVD; multilayer coatings; nanoindentation

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 4
• Strony: 1270--1273
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Twardowska A.

• Instytut Techniki, Uniwersytet Pedagogiczny, Kraków,

Bibliografia

• [1] Spanier J. E., Gupta S. i in.: Vibrational behavior of the Mn+1AXn phases from first order Raman scattering (M=Ti, V, C, A=Si, X=C, N). Phys Rev. B71 (2005) 012103.
• [2] Lis J., Pampuch R., Sobierski L: Reactions during SHS in a Ti-Si-C system. Int. J. Self-Propag. High-Temp. Synth. 3 (1992) 401-408.
• [3] Goto T., Hirai T.: Mat. Res. Bull. 22 (1987) 1195.
• [4] Wachtman J. B., Haber R. A.: Ceramic films and coatings. Noyes Publications Mill Road, Park Ridge, New Jersey, USA (1993).
• [5] Rajchel B., Drwięga M., Lipińska E., Wierba M.: Nuclear instruments and methods in physics research. B89 (1994) 342-345.
• [6] Twardowska A., Rajchel B., Jaworska L.: Journal of Achievements In Materials And Manufacturing Engineering 37 (1) (2009) 87-90.
• [7] Koutzaki S. H., Krzanowski J. E., Nainaparampril J. J.: J. Vac. Sci. Technol., A 19 (2001) 1912.
• [8] Zehnder T., Matthey J., Schwaller P., Klein A., Steinmann P. A., Patscheider J.: Surface & Coatings Technology 163-164 (2003) 238
• [9] Phani A. R., Krzanowski J. E.: J. Vac. Sci. Technol. A 19 (2001) 2252.