Warstwy gradientowe Ti:C wytwarzane w plazmie RF PACVD z udziałem rozpylania magnetronowego

• Autorzy: Batory, D. , Cłapa, M. , Mitura, S.

Warianty tytułu

EN

Gradient layers Ti:C deposited by RF PACVD with use of magnetron sputtering

• Konferencja: Ogólnopolska Konferencja "Nowoczesne Technologie w Inżynierii Powierzchni" (III; 3-6.10.2006; Łódź-Spała, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Gradientowe warstwy Ti:C mogą być wytworzone dzięki połączeniu technik stałoprądowego rozpylania magnetronowego i wspomaganego plazmą chemicznego osadzania z fazy gazowej. Zastosowanie wyposażonego w magnetron reaktora plazmochemicznego RF PACVD umożliwia przeprowadzenie całego procesu bez konieczności otwierania komory. Szeroki zakres mocy generatora częstotliwości radiowej oraz układu zasilania magnetronu, a także system dozowania gazów reaktywnych daje pełną kontrolę nad przebiegiem procesu oraz pozwala wpływać na skład fazowy i właściwości wytwarzanych warstw. Podczas nanoszenia warstw jony argonu biorą bezpośredni udział w procesie rozpylania magnetronowego oraz służą jako medium aktywujące powierzchnię podłoża poprzez jej trawienie w plazmie wyładowania w.cz. Ważnym czynnikiem w procesie osadzania jest napięcie autopolaryzacji podłoża mające wpływ na energię jonów argonu w trakcie trawienia oraz energię jonów materiału rozpylanego w trakcie procesu nanoszenia warstwy. Sterowanie napięciem autopolaryzacji oraz mocą magnetronu daje możliwość otrzymywania warstw o pożądanym składzie i zróżnicowanej strukturze. Skład chemiczny naniesionych warstw oznaczony został metodą EDS na SEM, natomiast gradient zawartości Ti i C metodą GDOES. Wytworzone warstwy poddane zostały badaniom odporności na ścieranie oraz wyznaczony został współczynnik tarcia. Właściwości trybologiczne otrzymanych warstw gradientowych porównano z właściwościami próbki stalowej oraz warstwy węglowej wytworzonej metodą RF PACVD.

EN

Metal containing carbon layers can be deposited by combination of DC magnetron sputtering and plasma assisted chemical vapor deposition. Due to hybrid deposition system made up of a RF PACVD reactor equipped with a magnetron, the deposition process can be obtained without opening the reaction chamber. Wide range of the radio frequency power generator and the magnetron power supply in combination with gas supplying system, makes it possible to have full control over the deposition process. Ar ions taking direct part in DC magnetron sputtering process can be also used for sample surface activation by Ar plasma, generated by rf power. An important factor is also the substrate bias voltage which influences the energy of both the Ar ions during the substrate surface activation process and the target sputtered ions during the deposition process. That means it is possible to obtain layers with different structures depending on the rf power emitted from the cathode. Quantitative analysis of deposited layers was made by EDS on SEM, gradient of chemical composition was obtained by GDOES. Friction coefficient and wear resistance was measured. Results were compared to each other, for gradient layer, DLC layer and pure steel.

Słowa kluczowe

PL

warstwy gradientowe Ti:C; rozpylanie magnetronowe

EN

gradient layers Ti:C; magnetron sputtering

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 27, nr 5
• Strony: 868-870
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Batory, D.

autor

Cłapa, M.

autor

Mitura, S.

• Batory, D. - Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódźka

Bibliografia

• [1] Hauert. R: Ań oven>iew on tribological behavior od diamond-like karbon In technical and medical applications. Tribology International. 37 (2004) 991-1003
• [2] Erdemir. A. Superlow fictions and wear in diamond—like karbon films. Tribology International. 37 (2004) 1005-1012
• [3] Chi-Lung Chang, Da-Yun Wang: Microstructure and adhesion characteristics of diamond-like carbon films deposited on steel substrates. Diamond and related materials 10(2001) 1528-1534
• [4] J. Klemberg-Sapieha, O.M. Kuttel, L. Martinu, M.R. Wertheimer: Dual microwave-RF plasma deposition of functional coatings, Thin Solid Films 193/194 (1990) 965-972
• [5] W. Kaczorowski, P.Niedzielski, S.Mitura: „Wytwarzanie warstw węglowych w nowym reaktorze MW/RF', Inżynieria Biomateriałów 43-44(2005)28
• [6] Donnet C.: Recent Progress on the tribology of doped diamondlike carbon alloy coatings: a review, Surface and coatings technology 100-101(1998) 180-186
• [7] Kwang-Ryeol Lee, Kwang Yong Eun, Inyoung Kim: Design of W buffer layer for adhesion improvement od DLC films on tool steels, Thin solid films 377-378 (2000) 261-268
• [8] Damasceno J.C, Camargo Jr., Freire Jr., Carius R.: Deposition of Si-DLC films with high hardness, Iow stress and high deposition rates, Surface and coatings technology 133-134 (2000) 247-252
• [9] Lang B.H., Chiang M.J.,Hon M.H.: Effect of gradient a-SiCx interlayer on adhesion of DLC films, Metrial chemistry and physics 72(2001) 163-166
• [10] Won Jae Yang, Tohuru Sekino, Kwang Bo Shim, Koichi Niihara, Keun Ho Auh: Depositionand microstructure of Ti-containing diamond-like carbon nanocomposite films, Thin solid films 473(2005) 252-258