a 2019

Mechanical properties of hard and moderately ductile X2BC coatings

ZÁBRANSKÝ, Lukáš, Pavel SOUČEK, Ján DUGÁČEK, Pavel SŤAHEL, Katarína BERNÁTOVÁ et. al.

Základní údaje

Originální název

Mechanical properties of hard and moderately ductile X2BC coatings

Autoři

ZÁBRANSKÝ, Lukáš (203 Česká republika, domácí), Pavel SOUČEK (203 Česká republika, domácí), Ján DUGÁČEK (703 Slovensko, domácí), Pavel SŤAHEL (203 Česká republika, domácí), Katarína BERNÁTOVÁ (703 Slovensko, domácí), Jiří BURŠÍK (203 Česká republika), Romana MIKŠOVÁ (203 Česká republika), Vratislav PEŘINA (203 Česká republika) a Vilma BURŠÍKOVÁ (203 Česká republika, garant, domácí)

Vydání

11th International Conference on the Science of Hard Materials (ICSHM11), 2019

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Konferenční abstrakt

Obor

20506 Coating and films

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Kód RIV

RIV/00216224:14310/19:00107604

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

Klíčová slova anglicky

W-B-C; Thin films; Magnetron sputtering; Protective coatings; Combinatorial approach
Změněno: 29. 8. 2019 11:23, Mgr. Lukáš Zábranský, Ph.D.

Anotace

V originále

The main effort in the field of protective coatings manufacturing has been focused on the increase of the coatings fracture resistance without decrease of its high hardness. One way to independently control toughness and hardness is to prepare structures with intrinsic ductility which consist of alternating stiff and soft layers. It was recently shown that ductile ceramic materials with intrinsically layered structures are possible with the X2BC structure, where X= Mo, Ta or W. These materials possess unusual chemical, physical and mechanical properties that combine the best attributes of metals and ceramics. In this work we discuss the impact of deposition conditions on mechanical properties and thermal stability of X2BC (Mo, Ta, W) coatings. The coatings were deposited using mid-frequency pulsed magnetron sputtering of three targets (B4C, C and metallic) for controlling the stoichiometry. The hardness and elastic modulus were measured by nanoindentation and the fracture resistance was estimated by comparison of the cracking around the residual high load indentation imprints. The microstructure was evaluated by X-ray diffraction and transmission electron microscopy. The atomic composition was determined by Rutherford backscattering spectroscopy. It was shown that the presence of heating during the deposition plays the crucial role in the crystallinity of resulting coatings whereas the bias voltage affects mainly the atomic composition. Mo-B-C, W-B-C as well as Ta-B-C coatings showed hardness around 27 GPa and effective elastic modulus close to 480 GPa while their fracture resistance remained high, so it was impossible to produce cracks with indentation even under severe conditions.

Návaznosti

GA19-03899S, projekt VaV
Název: Nanolaminátní vrstvy připravené magnetronovým naprašováním - perspektivní tvrdý materiál se zvýšenou lomovou houževnatostí
Investor: Grantová agentura ČR, Nanolaminátní vrstvy připravené magnetronovým naprašováním - perspektivní tvrdý materiál se zvýšenou lomovou houževnatostí
LO1411, projekt VaV
Název: Rozvoj centra pro nízkonákladové plazmové a nanotechnologické povrchové úpravy (Akronym: CEPLANT plus)
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, Rozvoj centra pro nízkonákladové plazmové a nanotechnologické povrchové úpravy