Trwałość temperaturowa układów wielowarstwowych Cu/Ni i Cu/stal

• Autorzy: Olejnik E. , Kucharska B.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2015.6.30

Warianty tytułu

EN

Thermal stability of multilayer systems Cu/Ni and Cu/steel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań wpływu temperatury na zachowanie periodyczności oraz zmian tekstury wielowarstw Cu/Ni oraz Cu/X8CrNi-Si25-21. Wielowarstwy wykonane techniką osadzania magnetronowego na krzemowym podłożu zróżnicowano ilością biwarstw (50÷150) i grubością podwarstw i i stali (2÷6 nm), przy stałej grubości podwarstwy Cu. Wielowarstwy wygrzewano w atmosferze powietrza w coraz to wyższej temperaturze, aż do momentu, w którym nastąpiło ich uszkodzenie na skutek różnicy współczynników rozszerzalności cieplnej składników wielowarstwy i krzemowego podłoża. Ciągłość i strukturę wielowarstw kontrolowano przy użyciu mikroskopu skaningowego (SEM) oraz w badaniach rentgenowskich (XRD). Dodatkowo wielowarstwy przed i po wygrzewaniu zbadano pod kątem tekstury. Wykazano, że wielowarstwy Cu/X8CrNi25-21 zachowały adhezję z podłożem do temperatury 400°C - wyższej w porównaniu do wielowarstwy Cu/Ni (300°C). Na podstawie analizy natężenia refleksów dyfrakcyjnych zasugerowano, że pomimo zachowania adhezji, podczas wygrzewania w wielowarstwach dochodziło do dyfuzji wzajemnej składników podwarstw. Pomiary figur biegunowych wykazały, że wygrzewanie spowodowało w wielowarstwach osłabienie tekstury przy zachowaniu jej składowych.

EN

The paper presents the results of effect of heating on retention period structure and change texture Cu/Ni and Cu/X8CrNiSi25-21 multilayer. The multilayers was fabricated on a Si(100) nano-crystalline silicon substrate by the magnetron sputtering method. The multilayers were differentiated by the number of periods (50÷150) and by the thickness of Ni and X8CrNiSi25-21 steel sublayer (2÷6nm), while maintaining a constant thickness of the Cu. The multilayers were annealed in air at increasingly higher temperatures up to the cracks and multilayer delamination were observated. The control of the continous state of multilayers and their structure were done by scanning microscope (SEM) and by X-ray diffraction (XRD). Moreover, before and after annealing the multilayers were subjected to texture measurements. It was found that the Cu/X8CrNi25-21 multilayers retained adhesion to the substrate up to temperature of 400°C - higher temperature in compared to Cu/Ni multilayer (300°C). The analysis of the intensity of diffraction reflections was suggested that, despite the retention of adhesion during annealing the multilayers occurred to interdiffusion components sublayers. Measurements of mutilayers pole figures show that the annealing resulted in a weakening of the texture while maintaining its components.

Słowa kluczowe

PL

wielowarstwy; stabilność temperaturowa; układ wielowarstwowy; dyfrakcja rentgenowska; supersieci

EN

multilayers; thermal stability; multilayer system; X-ray diffraction; superlattice

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 36, nr 6
• Strony: 497--500
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Olejnik E.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów, Politechnika Częstochowska

autor

Kucharska B.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów, Politechnika Częstochowska

Bibliografia

• [1] Ebrahimi F., Liscano A. J.: Microstructure/mechanical properties relationship in electrodeposited Ni/Cu nanolaminates. Mater. Sci. Eng. A301 (2001) 23÷34.
• [2] Kulej E., Kucharska B., Kanak J.: Hardness and texture of Cu/Ni multilayers differing in Ni sublayer thickness. Inż. Mater. 4 (2011) 514÷516.
• [3] Stobiecki F., Szymański B., Luciński T., Dubowik J., Urbaniak M., Röll K., Kim J. B., Kim K. W., Lee Y. P.: GMR in multilayers with an alternating in-phase and perpendicular anisotropy. J. Magn. 9 (2) (2004) 40÷46
• [4] Ene C. B., Schmitz G., Kirchheim R., Hütten A.: Stability and thermal reaction of GMR NiFe/Cu thin films. Acta Mater. 53 (2005) 3383÷3393.
• [5] Posadowski W. M.: Niekonwencjonalne układy magnetronowe do próżniowego nanoszenia cienkich warstw. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej (2001).
• [6] Kucharska B., Kulej E., Wróbel A.: Thermal stability of the Cu/Ni multilayer system in X-ray diffraction and scanning microscopy examinations. Optica Applic. 42 (4) (2012) 725÷736.
• [7] Kucharska B.: Powłoki PVD ze stali chromowo-niklowej modyfikowane dodatkami Al, Ir, Re i Ru. Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa (2011).
• [8] Zhang X., Schulze R. K., Wang H., Misra A.: Thermal stability of sputtered Cu/304 stainless steel multilayer films. J. Appl. Phys. 101 (2007) 124311-124311-5.
• [9] Olejnik E.: Cechy struktury i właściwości wielowarstw Cu/Ni zróżnicowanych grubością periodu Ni. Praca doktorska, Politechnika Częstochowska, Częstochowa (2013).