J 2020

The effect of chemical composition on the structure, chemistry and mechanical properties of magnetron sputtered W-B-C coatings: Modeling and experiments

MIRZAEI, Saeed; Mostafa ALISHAHI; Pavel SOUČEK; Jaroslav ŽENÍŠEK; David HOLEC et al.

Základní údaje

Originální název

The effect of chemical composition on the structure, chemistry and mechanical properties of magnetron sputtered W-B-C coatings: Modeling and experiments

Autoři

MIRZAEI, Saeed; Mostafa ALISHAHI; Pavel SOUČEK; Jaroslav ŽENÍŠEK; David HOLEC; Nikola KOUTNÁ; Vilma BURŠÍKOVÁ; Monika STUPAVSKÁ; Lukáš ZÁBRANSKÝ; Frank BURMEISTER; Bernhard BLUG; Zsolt CZIGÁNY; Katalin BALÁZSI; Romana MIKŠOVÁ a Petr VAŠINA

Vydání

Surface & coatings technology, Elsevier, 2020, 0257-8972

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10305 Fluids and plasma physics

Stát vydavatele

Švýcarsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 4.158

Označené pro přenos do RIV

Ano

Kód RIV

RIV/00216224:14310/20:00114003

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

EID Scopus

Klíčová slova anglicky

Magnetron sputtering; Mechanical properties; Fracture resistance; W-B-C; Ab initio

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 30. 3. 2021 15:43, Mgr. Marie Novosadová Šípková, DiS.

Anotace

V originále

Ternary W-B-C coatings were non-reactively deposited in order to enhance the envelope of the mechanical properties of the binary transition metal borides and carbides with a focus on fracture resistance. The study investigated the influence of the atomic composition on the chemistry, microstructure, and mechanical properties of W-B-C coatings. The content of tungsten was found to be a key parameter influencing the energy flux delivered to the growing coating and therefore influencing the structure of the coating. Increased tungsten content led to a denser structure of the coating, but also to the amorphization of the microstructure. An increase in the WB bond fraction was observed as the tungsten content increased and correspondingly, the content of carbon decreased. Increasing the ratio of stronger boride bonds associated with stiff materials with high Young's modulus such as WB resulted in the enhanced mechanical properties of the coatings. A theoretical method for the comparison of experimentally derived bonding with ab initio simulations of randomly distributed amorphous materials was proposed. The method was applicable for amorphous coatings while the coatings with WC1-x nanocrystals exhibited the greatest discrepancies between the calculated and the experimentally derived bond fractions. This indicates that our proposed model is an appropriate tool for prediction of the bonding state of amorphous coatings.

Návaznosti

ED2.1.00/03.0086, projekt VaV
Název: Regionální VaV centrum pro nízkonákladové plazmové a nanotechnologické povrchové úpravy
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
90056, velká výzkumná infrastruktura
Název: CANAM II