Cienkie warstwy Al-Mg i Al-Mg-Ni otrzymywane techniką PLD

• Autorzy: Radziszewska A.

Warianty tytułu

EN

Al-Mg and Al-Mg-Ni thin films deposited by pulsed laser deposition technique

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono strukturę oraz skład fazowy i chemiczny cienkich warstw Al-Mg oraz Al-Mg-Ni osadzanych techniką ablacji laserowej. Materiałem wyjściowym był stop Beta-Mg2Al3 o składzie chemicznym: 39,09% at. Mg i 60,91% at. Al oraz tarcza z czystego metalicznego Ni (99,999%). Warstwy nakładano za pomocą lasera QS-Nd:YAG. Stosowano długość fali lambda = 266 nm. Warstwy nakładano na podłoże Si <100> (warstwa Al-Mg) oraz stop AZ91D (multiwarstwa Al-Mg-Ni). Stosowano różne gęstości wiązki laserowej (q), które wynosiły: 1,1 J/cm2 - dla warstwy Al-Mg oraz 4,7 J/cm2 - w przypadku multiwarstwy Al-Mg-Ni. Zastosowano również różną temperaturę podłoży: 20°C (dla Al-Mg-Ni) i 200°C (dla Al-Mg). W pracy przedstawiono zmiany struktury oraz składu chemicznego uzyskanych cienkich warstw. Badania morfologii warstw ujawniły występowanie kropli na ich powierzchni o średnicy ok. 8 mm i wysokości 5 mm. Na przekroju warstwy Al3Mg2 była widoczna jej budowa warstwowa, w której zaobserwowano występowanie obszaru kolumnowych kryształów aluminium, które następnie przechodziły w strukturę amorficzną oraz nanokrystaliczną. W obszarze amorficznym następowało zwiększenie zawartości magnezu (do 43,1% at.) w porównaniu z obszarem nanokrystalicznym (do 37,1% at.). Natomiast multiwarstwa Al-Mg-Ni charakteryzowała się występowaniem struktury nanokrystalicznej, na którą składały się warstwy Ni oraz Mg0,35Al0,65 krystalizujące w układzie regularnym ściennie centrowanym.

EN

In this work, the PLD technique was used to grow AlMg thin films from a B-Mg2Al3 target with nominal composition 39.09 at. % Mg and 60.91 at. % Al and Al-Mg-Ni multilayer where was used additionally Ni (99,999%) target. The AlMg thin films were prepared on Si (100) substrates but Al-Mg-Ni on AZ91D alloy and deposited by using a QS-Nd:YAG laser (lambda = 266 nm). The samples were performed with laser beam energy density (1.1 J/cm2 - Al-Mg-Ni and 4.7 J/cm2 - Al-Mg) and with different substrate temperatures: 20°C (for Al-Mg-Ni) and 200°C (for Al-Mg). In the paper the changes of the structure, chemical and phase composition of thin films were presented. The morphology investigations revealed the droplets occurrence of 8 mm diameters and 5 mm of height. On the cross-section of Al-Mg thin film lamellar structure was visible. This film consisted of Al columnar crystals, amorphous and then nanocrystalline structure which was observed near the thin film surface. In the amorphous region the higher concentration of magnesium 43.1 at. % was obtained in the comparison with nanocrystalline regions (37.1 at. %). Whereas Al-Mg-Ni multilayer possessed nanocrystalline structure and consisted of Ni (fcc) and Mg0.35Al0.65 (fcc) phases.

Słowa kluczowe

PL

cienkie warstwy; Al-Mg; Al-Mg-Ni; struktura; skład chemiczny

EN

thin films; Al-Mg; Al-Mg-Ni; structure; chemical composition

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 4
• Strony: 687--690
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Radziszewska A.

• Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Akademia Górniczo-Hutnicza,

Bibliografia

• [1] Willmott P. R., Huber J. R.: Pulsed laser vaporization and deposition. Reviews of Modern Physics 72 (1) (2000) 315÷328.
• [2] Cherukuri R., Womack M., Molian P., Russell A., Tian Y.: Pulsed laser deposition o AlMgB14 on carbide inserts for metal cutting. Surface and Coatings Technology 155 (2002) 112÷120.
• [3] Major B.: Ablacja i osadzanie laserem impulsowym. Akapit, Kraków (2002).
• [4] Landkof B.: Magnesium application in aerospace and electronic industries. International Congress “Magnesium Alloys and Their Applications”. Wiley-Vch, Weinheim (2000).
• [5] Alves H., Köster U.: Improved corrosion and oxidation resistance of Am and AZ alloys by Ca and Re additions. International Congress “Magnesium Alloys and Their Applications”. Wiley-Vch, Weinheim (2000).
• [6] Guerci G., Mus C., Steward K.: Surface treatment for large automotive magnesium components. International Congress “Magnesium Alloys and Their Applications”. Wiley-Vch, Weinheim (2000).
• [7] Radziszewska A.: The AlMg thin films deposited by using PLD technique. Inżynieria Materiałowa 3-4 (2007) 720÷723.
• [8] Radziszewska A.: Structural and chemical composition studies of pulsed laser deposited β-Al-Mg thin films. Journal of Microscopy 237 (2010) 348÷387.
• [9] Krebs H. U., Bremert O.: Pulsed laser deposition of thin metallic alloys. Applied Physical Letters 62 (19) (1993) 2341÷2343.
• [10] Eason R.: Pulsed laser deposition of thin films. Wiley, Hoboken (2007).