2024
Synthesis and characterization of ceramic high entropy carbide thin films from the Cr-Hf-Mo-Ta-W refractory metal system
STASIAK, Tomasz, Stanislava DEBNÁROVÁ, Shuyao LIN, Nikola KOUTNÁ, Zsolt CZIGÁNY et. al.Základní údaje
Originální název
Synthesis and characterization of ceramic high entropy carbide thin films from the Cr-Hf-Mo-Ta-W refractory metal system
Autoři
STASIAK, Tomasz (616 Polsko, domácí), Stanislava DEBNÁROVÁ (703 Slovensko, domácí), Shuyao LIN, Nikola KOUTNÁ, Zsolt CZIGÁNY, Katalin BALÁZSI, Vilma BURŠÍKOVÁ (203 Česká republika, domácí), Petr VAŠINA (203 Česká republika, domácí) a Pavel SOUČEK (203 Česká republika, garant, domácí)
Vydání
Surface and Coatings Technology, Elsevier B.V. 2024, 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: 5.400 v roce 2022
Organizační jednotka
Přírodovědecká fakulta
UT WoS
001240841000001
Klíčová slova anglicky
High entropy carbide; High entropy alloy; Multicomponent ceramics; Multicomponent material; Thin film; Magnetron sputtering
Štítky
Příznaky
Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 14. 6. 2024 15:14, Mgr. Marie Šípková, DiS.
Anotace
V originále
We use reactive DC magnetron sputtering to showcase synthesis strategies for multicomponent carbides with the NaCl-type fcc structure and illustrate how deposition conditions allow controlling the formation of metallic and ceramic single phases in the Cr-Hf-Mo-Ta-W system. The synthesis is performed in argon flow and different acetylene flows from 0 to 12 sccm, at ambient and elevated temperatures (700 °C), respectively, hindering/promoting the adatom diffusion. Structural and microstructural investigations reveal the formation of the bcc metallic phase (a = 3.188−3.209 Å) in films deposited without acetylene flow, also supported by ab initio density function theory (DFT) analysis of lattice parameters as a function of the C content. Experimentally, a bcc-to-fcc phase transition is observed through the formation of an amorphous coating. Contrarily, samples deposited in higher acetylene flow show an fcc multielement carbide phase (a = 4.33−4.49 Å). The crystalline films reveal columnar morphology, while the amorphous ones are very dense. We report promising mechanical properties, with hardness up to 25 ± 1 GPa. The indentation moduli reach up to 319 ± 6 GPa and show trends consistent with DFT predictions. Our study paves the path towards the preparation of Cr-Hf-Mo-Ta-W multicomponent carbides by magnetron sputtering, showing promising microstructure as well as mechanical properties.
Návaznosti
GA23-05947S, projekt VaV |
| ||
LM2018097, projekt VaV |
|