Synteza drobnoziarnistych warstw tlenku glinu metodą MOCVD

• Autorzy: Sawka A. , Kwatera A.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań modelowych nad syntezą warstw tlenku glinu z dużą szybkością wzrostu w postaci pojedynczych grubych warstw gładkich o budowie drobnoziarnistej. Warstwy tego tlenku wstępnie syntezowano metodą MOCVD, stosując acetyloacetonian glinu o dużym stężeniu w zakresie temperatury 600÷800°C w argonie lub w powietrzu pod obniżonym ciśnieniem na podłożu ze szkła kwarcowego. Użycie przezroczystego szkła kwarcowego zamiast płytek wieloostrzowych węglików spiekanych umożliwiało m.in. łatwe ustalenie czy przy syntezie wystąpił niepożądany proces nukleacji homogenicznej. Wystąpienie tego procesu powodowało bowiem obniżenie przezroczystości warstw łatwe do zaobserwowania na szklanym podłożu. Na podstawie barw interferencyjnych można również ustalić szybko orientacyjną grubość warstw oraz jej zmiany. Otrzymane warstwy poddano następnie kontrolowanej krystalizacji w zakresie temperatury 850÷1000°C. Podano wyniki badań kinetyki wzrostu warstw, a także ich krystalizacji. Podano również wyniki badań budowy i własności warstw wygrzewanych i niewygrzewanych. Uzyskane wyniki badań będą pomocne przy syntezie warstw na docelowych podłożach z węglików spiekanych.

EN

This work shows results of investigations on model research of synthesis of aluminium oxide monlayers at their high growth rate. This layers should be characterized by fine-grained microstructure and high smoothness. Initially, aluminium oxide layers were synthesized in argon or air in the range of temperature of 600÷800°C using low preassure MOCVD method with aluminium acetyloacetonate as precursor. As a substrate it was used quartz glass. Using of quartz glass substrate instead of cemented carbide ones (it will be target substrates) made possible i.a. easy estimation if unfavorable process of homogeneous nucleation was present during the layer growth. Presence of this process causes decrease of transparency of the layer what is especially visible in the case of quartz glass substrate using. Basing of observation of interference colours of the layers the estimation of their thickness is possible and also changes of the layer thickness. Next, obtained layers were put to the controlled crystallization in the range of temperature of 850÷1000°C. In work it was shown results of investigations on kinetics of the growth of the layers and their crystallization. It was also presented results of research of the microstructure and properties of the annealed and not annealed layers. Obtained results of this investigations will be useful for the synthesis of aluminium oxide layers on target substrates.

Słowa kluczowe

PL

warstwy Al2O3; węgliki spiekane; metoda MOCVD

EN

Al2O3 layers; cemented carbides; MOCVD method

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 4
• Strony: 715--718
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sawka A.

autor

Kwatera A.

• Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków,

Bibliografia

• [1] Osada A., Nakamura E., Tomma H., Hayashi T. Oshika T.: Wear mechanism of thermally transformed CVD Al2O3 layer. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials 24 (2006) 387.
• [2] Fallqvist M., Olsson M., Ruppi S.: Abrasive wear of multilayer κ-Al2O3 – Ti(C, N) CVD coatings on cemented carbide. Wear 263 (2007) 74.
• [3] Funk R., Schachner H., Triquet C., Kornmann M., Lux B.: Coating of cemented carbide cutting tools with alumina by chemical vapour deposition. Journal of Electrochemical Society 123 (1976) 285÷289.
• [4] Ruppi S.: Deposition, microstructure and properties of texture controlled CVD Al2O3 coatings. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials 23 (2005) 306.
• [5] Lindulf N., Halversson M., Norden H., Vourinen S.: Microstructural investigation of κ-Al2O3→α-Al2O3transformation in multilayer coatings of chemically vapour deposition κ-Al2O3. Thin Solid Films 253 (1994) 311.
• [6] Halversson M., Vourinen S.: Microstructure and performance of CVD κ-Al2O3 mltilayers. Materials Science and Engeneering A209 (1996) 337.
• [7] 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. Journal of Materials Processing Technology 164-165 (2005) 805.
• [8] Lux B., Colombier C., Altena H., Stjernberg K. G.: Prepartaion of alumnia coatings by chemical vapour deposition. Thin Solid Films 138 (1986) 50.
• [9] 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.
• [10] Sawka A., Kwatera A., Juda W.: Preparation of aluminium oxide layers on cemented carbides using MOCVD method. Powder Metallurgy Progress 8 (3) (2008) 242.
• [11] Juda W., Kwatera A., Sawka A.: Properties of aluminium oxide layers deposited on cemented carbides by MOCVD method. Powder Metallurgy Progress 8 (3) (2008) 248.
• [12] Sawka A., Kwatera A., Juda W.: Warstwy Al2O3 na narzędziach skrawających z węglików spiekanych otrzymywane metodą MOCVD. Inżynieria Materiałowa 4 (2010) 1210.