Hardness and texture of Cu/Ni multilayers differing in Ni sublayer thickness

• Autorzy: Kulej E. , Kucharska B. , Kanak J.

Warianty tytułu

PL

Twardość i tekstura wielowarstw Cu/Ni zróżnicowanych grubością podwarstwy Ni

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article describes the results of the study of Cu/Ni multilayer coats deposited on a monocrystalline Si(100) silicon substrate by the magnetron sputtering method. Composed of 100 bilayers each, the multilayers were differentiated by Ni sublayer thickness (1.2÷3 nm), while maintaining the constant Cu sublayer thickness (2 nm). The multilayer coats were characterized by nanohardness and Young modulus tests and texture measurement by the w (rocking curve) method. The tests showed that the mechanical properties of the multilayers were substantially influenced by the Cu to Ni sublayer thickness ratio and by the coat texturing degree. The highest hardness and, at the same time, the lowest texture was exhibited by the Cu/Ni = 2/1.6 nm and Cu/Ni = 2/2.5 multilayers.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wielowarstw Cu/Ni osadzonych na monokrystalicznym, krzemowym podłożu Si(100) techniką osadzania magnetronowego. Wielowarstwy złożone ze 100 biwarstw zróżnicowano grubością podwarstwy Ni (1,2÷3 nm) przy zachowaniu stałej grubości podwarstwy Cu (2 nm). Powłoki wielowarstwowe scharakteryzowano badaniami nanotwardości, modułu Younga i pomiaru tekstur metodą w (rocking curve). Badania wykazały, że na własności mechaniczne wielowarstw istotnie wpływją: stosunek grubości podwarstw Cu i Ni oraz stopień steksturowania powłoki. Największą twardość, a zarazem najsłabszą teksturę wykazują wielowarstwy Cu/Ni = 2/1,6 nm i Cu/Ni = 2/2,5 nm.

Słowa kluczowe

EN

Cu/Ni multilayers; texture; nanohardness

PL

wielowarstwy Cu/Ni; tekstura; nanotwardość

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 4
• Strony: 514--516
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kulej E.

autor

Kucharska B.

autor

Kanak J.

• Institute of Materials Engineering, Faculty of Process and Materials Engineering and Applied Physic, Czestochowa University of Technology,

Bibliografia

• [1] Wen S. P., Zong R. L., Zeng F., Gu Y. L., Gao Y., Pan F.: Thermal stability of microstructure and mechanical properties of Ni/Ru multilayers., Surface & Coatings Technology 202 (2008) 2040÷2046.
• [2] Dobrzański L. A.: Materiały inżynierskie i projektowanie materiałowe: podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo. WNT, Warszawa-Gliwice (2006).
• [3] Barsilia H. C., Rajam K. S., Characterization of Cu/Ni multilayer coatings by nanoindentation and atomic force microscopy. Surface & Coatings Technology 155 (2002) 195÷202.
• [4] Wang J., Li W. Z., Li H. D.: Preparation and characterization of superhard TiC/Mo multilayers. Journal of Materials Science 35 (2000) 2689÷2693.
• [5] Car T., Radić N., Panjan P., Čekada M., Tonejc A.: Correlation between hardness and stress in Al-(Nb, Mo, Ta) thin fims. Thin Solid Films (2009) 4605÷4609.
• [6] Wen S. P., Zong R. L., Zeng F., Gao Y., Pan F.: Inflence of plasticity mismatch and porosity on mechanical behavior of nanoscale Ag/W multilayers. Materials Science and Engineering A 457 (2007) 38÷43.
• [7] Kucharska B., Kulej E., Witkowska M., Nitkiewicz Z.: Research on the texture of Cu/Ni multilayers with a diversified period thickness. Inżynieria Materiałowa 3 (2010) 439÷441.
• [8] Nakatani R., Hoshino K., Hoshiya H., Sugita Y.: Relationship between saturation field and film texture in Ni-Fe-Co/Cu giant magnetoresistive multilayers. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 170 (1997) 74÷80.
• [9] Stobiecki T., Kanak J., Wrona J., Reiss G., Brückl H.: Microstructure, texture and magnetic coupling parameters of Ir-Mn-based magnetic tunel junction. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 316 (2007) e998÷e1001.
• [10] Bilello J. C., Yalisove S. M., Rek Z. U.: The evolution of texture in thin films and multilayers via synchrotron transmission Laue and grazing-incidence x-ray scattering. J. Phys. D: Appl. Phys. 28 (1995) A295÷A300.
• [11] Oliver W. C., Pharr G. M.: An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load displacement sensing indentation experiments, Journal of Materials Research 6 (1992) 1564÷1583.