Характеризация Mo–V–N-покрытий, нанесённых на подложку XC100 распылительным катодным магнетроном

Брахим Шармим$^{1,2}$, Абдельазиз Аббуди$^{1}$, Хамид Джебейли$^{2}$, Мурад Бриуа$^{1}$

$^{1}$Université Colonel Hadj Lakhdar, Batna, Algeria
$^{2}$LASPI2A, Université Abbas Laghrour de Khenchela, BP 1252 Route de Batna Khenchela, 40004 Khenchela, Algeria

Получена: 22.03.2017; окончательный вариант - 10.04.2017. Скачать: PDF

Целью этой работы является характеризация покрытий, изготовленных из трёхкомпонентного молибден-ванадиевого нитрида (Mo–V–N), которые наносились на кремниевые и стальные (ХС100) подложки с помощью реактивного радиочастотного магнетронного двухкатодного распыления мишеней с различным содержанием Mo и V с использованием азота в качестве реагирующего газа. Напряжения смещения металлической мишени варьировались от 300 до 900 В. Твёрдость, морфология поверхности, микроструктура и состав изучались при помощи наноиндентирования, сканирующей электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии и рентгеновской дифрактометрии. Плёнки Mo–V–N обладают пирамидальной морфологией поверхности, высокой шероховатостью (13,5 нм), но низкими механическими свойствами. Твёрдость и модуль Юнга находятся в диапазонах 10–18 ГПа и 100–335 ГПа соответственно. Остаточные напряжения в покрытиях (рассчитанные по формуле Стони) являются сжимающими и изменяются в пределах от 0,8 до 2,5 ГПа.

Ключевые слова: покрытия, микроструктура, остаточные напряжения, шероховатость, твёрдость.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v39/i05/0665.html

PACS: 62.20.Qp, 68.35.Ct, 68.35.Dv, 81.15.Cd, 81.40.Pq, 81.65.Lp


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. A. W. Kirby and D. J. Fray, J. Mater. Sci. Lett., 12, Iss.9: 633 (1993). Crossref
  2. J. Sondor, Strojárstvo/Strojírenství, 6: 70 (2005) (in Slovak).
  3. J. Šošovičková, Modification of Surface Properties of Metal Materials by PVD Methods (Thesis of Disser.) (Brno: Univerzita Obrany v Brne: 2005) (in Slovak).
  4. G. Linker, R. Smithey, and O. Meyer, J. Physics F: Metal Physics, 14, No. 7: L115 (1984). Crossref
  5. S. B. Qadri, W. W. Fuller, K. E. Kihlstrom, R. W. Simon, E. F. Skelton, D. VanVechten, and S. A. Wolf, J. Vac. Sci. & Tech., 3: 664 (1985). Crossref
  6. T. Hirata and K. Saito, J. Mater. Sci. Lett., 9, Iss. 7: 827 (1990). Crossref
  7. Jeong-Youb Lee and Jong-Wan Park, Jpn. J. Appl. Phys., 35, Part 1, No. 8: 4280 (1996). Crossref
  8. J.-Ch. Chuang, Sh.-L. Tu, and M.-Chi. Chen, Thin Solid Films, 346, Iss. 1–2: 299 (1999). Crossref
  9. V. P. Anitha, S. Major, D. Chandrashekharam, and M. Bhatnagar, Surf. Coat. Tech., 79, Iss. 1–3: 50 (1996). Crossref
  10. K. K. Shih and D. B. Dove, J. Vac. Sci. Technol. A, 8, Iss. 3: 1359 (1990). Crossref
  11. K.-L. Lin and Y.-J. Ho, J. Vac. Sci. Technol. A, 13, Iss. 6: 2872 (1995). Crossref
  12. J. Birch, S. Tungasmita, and V. Darakchieva, Magnetron Sputter Epitaxy of AlN, in Nitrides as Seen by the Technology (Eds. T. Paskova and B. Monemar) (Kerala: Research Signpost: 2002).
  13. P. M. Martin, Handbook of Deposition Technologies for Films and Coatings (William Andrew: 2009), p. 936.
  14. A. L. Patterson, Phys. Rev., 56, Iss. 10: 978 (1939). Crossref
  15. L. Wang, X. Nie, J. Housden, E. Spain, J. C. Jiang, E. I. Meletis, and A. Leyland, Surf. Coat. Technol., 203, Iss. 5–7: 816 (2008). Crossref
  16. G. G. Stoney, Proc. R. Soc. A., 82, Iss. 553: 172 (1909). Crossref
  17. K. Inumaru, K. Baba, and S. Yamanaka, Chem. Mater., 17, Iss. 24: 5935 (2005). Crossref
  18. M. Nordin, M. Larsson, and S. Hogmark, Surf. Coat. Technol., 106, Iss. 2–3: 234 (1998). Crossref
  19. C. L. Bull, P. F. McMillan, E. Soignard, and K. Leinenweber, J. Solid State Chemistry, 177, Iss. 4–5: 1488 (2004). Crossref
  20. H. Gueddaoui, G. Schmerber, M. Abes, A. Guemmaz, and J. C. Parlebas, Catalysis Today, 113, Iss. 3–4: 270 (2006). Crossref
  21. U. Wiklund, B. Casas, and N. Stavlid, Wear, 261, Iss. 1: 2 (2006). Crossref