J 2022

Synthesis and characterization of Ta–B–C coatings prepared by DCMS and HiPIMS co-sputtering

POLAČEK, Maroš; Pavel SOUČEK; Mostafa ALISHAHI; N. KOUTNÁ; Peter KLEIN et al.

Základní údaje

Originální název

Synthesis and characterization of Ta–B–C coatings prepared by DCMS and HiPIMS co-sputtering

Autoři

POLAČEK, Maroš; Pavel SOUČEK; Mostafa ALISHAHI; N. KOUTNÁ; Peter KLEIN; Lukáš ZÁBRANSKÝ; Zsolt CZIGÁNY; K. BALÁZSI a Petr VAŠINA

Vydání

Vacuum, Elsevier, 2022, 0042-207X

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10305 Fluids and plasma physics

Stát vydavatele

Velká Británie a Severní Irsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 4.000

Označené pro přenos do RIV

Ano

Kód RIV

RIV/00216224:14310/22:00125392

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

EID Scopus

Klíčová slova anglicky

Magnetron sputtering; HiPIMS; Ta–B–C; Microstructure; Mechanical properties

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 22. 2. 2024 10:16, Mgr. Marie Novosadová Šípková, DiS.

Anotace

V originále

This study reports on the deposition and properties of Ta–B–C coatings by the co-sputtering of tantalum, boron carbide, and graphite targets using High Power Impulse Magnetron Sputtering (HiPIMS). It was possible to affect the microstructure of the deposited coatings by altering the deposition temperature or by the application of RF induced self-bias on the substrates without changing their chemical composition. The only identified crystalline phase from the Ta–B–C system present was TaC. The boron content in the coatings shows that the TaC crystallite size can be changed by a factor of 10 by changing the power to the boron carbide target. Mechanical properties of the coatings measured directly after the synthesis yield hardness higher than 40 GPa. After the relaxation of internal stress in the coatings (after one year) and changes in the structure, the hardness of all coatings was close to 36 GPa. According to ab initio calculations, the B incorporation in the fcc lattice of TaC in combination with C vacancies lead to lower (higher) shear-to-bulk modulus ratio (Poisson’s ratio), providing a good basis for improved ductility. All in all, Ta–B–C system shows a good potential as a novel hard protective coating.

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
90097, velká výzkumná infrastruktura
Název: CEPLANT