Analiza strukturalna i fazowa nanokompozytowych warstw a-C:H/Ti wytworzonych hybrydową metodą RF PACVD/MS

• Autorzy: Batory, D. , Wilczek, R. , Szymański, W. , Cłapa, M.

Warianty tytułu

EN

Structural and phase analysis of a-C:H/Ti nanocomposite layers deposited using hybryd RF PACVD method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy nanokompozytowych warstw a-C:H/Ti wytworzonych w procesie reaktywnego rozpylania magnetronowego, prowadzonego w obecności wyładowania wysokiej częstotliwości. Opracowana technologia zakłada zastosowanie tytanu jako materiału domieszki ze względu na jego wysokie powinowactwo chemiczne do węgla oraz bardzo dobre właściwości mechaniczne supertwardej ceramiki TiC. W wyniku procesu syntezy otrzymywane są nanoktystaliczne wydzielenia węglików TixCy, równomiernie rozmieszczone w amorficznej osnowie węglowej, których wielkość oraz skład chemiczny zależne są od warunków procesu nanoszenia. W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu parametrów syntezy na topografię powierzchni, skład fazowy oraz strukturę warstw nanokompozytowych, wytworzonych na podłożach krzemowych. Badania topografii powierzchni przeprowadzono za pomocą techniki mikroskopii sił atomowych (AFM). Niskokątowa dyfrakcja promieni Roentgena (XRD) wykorzystana została do analizy składu fazowego warstw, natomiast badania struktury oraz składu chemicznego przeprowadzono za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM).

EN

Presented work concerns a nanocomposite a-C:H/Ti layers deposited in reactive magnetron sputtering process conducted in the presence of radio frequency discharge. The technology assumes application of titanium as the additive material due to its high chemical affinity to carbon and very good mechanical properties of superhard TiC ceramics. As the result of the synthesis process nanocrystalline inclusions of TixCy carbides evenly distributed In amorphous carbon matrix. Size and chemical composition of obtained carbi- des depend on the process parameters. In this work the results of investigations of the influence of the synthesis parameters on the surface topography, chemical and phase composition as well as the structure of nanocomposite layers deposited onto silicon substrates are presented. Surface topography was determined using atomic force microscopy (AFM), low angle X-ray diffraction (XRD) was used to analyze the phase composition, whereas structure and chemical composition were characterized with use of transmission electron microscopy (TEM).

Słowa kluczowe

PL

warstwa diamentopodobna; nanokompozyt; TiC

EN

diamond-like carbon; nanocomposte; TiC

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 31, nr 4
• Strony: 856-859
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Batory, D.

autor

Wilczek, R.

autor

Szymański, W.

autor

Cłapa, M.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka,

Bibliografia

• [1] Robertson J.: Diamond-like amorphous carbon. Materials Science and Engineering R 37 (2002) 129-281.
• [2] Donnet C.: Recent progress on the tribology of doped diamond-like and carbon alloy coatings: a review. Surface and Coatings Technology 100- 101 (1998) 180-186.
• [3] Miyake S., Saito T., Yasuda Y., Okamoto Y., Kano M.: Improvement of boundary lubrication properties of diamond-like carbon (DLC) films due to metal addition. Tribology International 37 (2004) 751-761.
• [4] Gåhlin R., Larsson M., Hedenqvist P.: ME-C:H coatings in motor vehicles. Wear 249 (2001) 302-309.
• [5] Ueng H. Y., Guo C. T., Dittrich K. H.: Development of a hybrid coating process for deposition of diamond-like carbon films on microdrills. Surface and Coatings Technology 200 (2006) 2900-2908.
• [6] Batory D., Cłapa M., Mitura S.: Warstwy gradientowe wytwarzane w plazmie RF PACVD z udziałem rozpylania magnetronowego. Inżynieria Materiałowa 5 (2006) 868-870.
• [7] Czyżniewski A.: Właściwości skojarzeń tarciowych z udziałem elementów pokrytych powłoką amorficznego węgla modyfikowanego tytanem. Inżynieria Materiałowa 5 (2005) 252-256.
• [8] Cłapa M., Batory D.: Improving adhesion and wear resistance of carbon coatings using Ti:C gradient layers. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 1-2 (2007) 415-418.
• [9] Chang Y. Y., Wang D. Y., Chang C. H., Wu W. T.: Tribological analysis of nanocomposite diamond-like carbon films deposited by unbalanced magnetron sputtering. Surface and Coatings Technology 184 (2004) 349-355.
• [10] Kvasnica S., Schalko J., Eisenmenger-Sittner C., Benardi J., Vorlaufer G., Pauschitz A., Roy M.: Nanotribological study of PECVD DLC and reactively sputtered Ti containing carbon films. Diamond and Related Materials 15 (2006) 1743-1752.
• [11] Yang W. J., Sekino T., Shim K. B., Niihara K., Auh K. H.: Deposition and microstructure of Ti-containing diamond-like carbon nanocomposite films. Thin Solid Films 473 (2005) 252-258.
• [12] Czyżniewski A.: Powłoki Ti-C:H wytwarzane metodą impulsowego reaktywnego rozpylania magnetronowego. Inżynieria Materiałowa 6 (2000) 258-262.
• [13] Monteiro O. R., Delplancke-Ogletree M.-P.: Investigation of non-hydrogenated DLC:Si prepared by cathodic arc. Surface and Coatings Technology 163-164 (2003) 144-148.
• [14] Damasceno J. C., Camargo S. S. Jr., Freire F. L. Jr., Carius R.: Deposition of Si-DLC films with high hardness, low stress and high deposition rates. Surface and Coatings Technology 133-134 (2000) 247-252.
• [15] Cui L., Guoqing L., Wenwu C., Zongxin M., Chengwu Z., Liang W.: The study of doped DLC films by Ti ion implantation. Thin Solid Films 475 (2005) 279-282.