2026
Microstructural tailoring of Cr–Mn–Mo nitrides through Si and Y alloying
VRÁNA, Lukáš; Christian GUTSCHKA; Matej FEKETE; Zsolt CZIGÁNY; Helmut RIEDL et al.Základní údaje
Originální název
Microstructural tailoring of Cr–Mn–Mo nitrides through Si and Y alloying
Autoři
VRÁNA, Lukáš; Christian GUTSCHKA; Matej FEKETE; Zsolt CZIGÁNY; Helmut RIEDL; Tatiana PITOŇÁKOVÁ; Katalin BALÁZSI a Pavel SOUČEK
Vydání
SURFACE & COATINGS TECHNOLOGY, ELSEVIER SCIENCE SA, 2026, 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: 6.100 v roce 2024
Označené pro přenos do RIV
Ano
Organizační jednotka
Přírodovědecká fakulta
UT WoS
EID Scopus
Klíčová slova anglicky
High entropy alloy nitride film; Medium entropy alloy nitride film; Lattice distortion; Crystal structure; Mechanical properties; Reactive magnetron sputtering
Příznaky
Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 2. 2. 2026 10:31, Mgr. Marie Novosadová Šípková, DiS.
Anotace
V originále
This study investigates Si and Y alloying effects on microstructure and mechanical properties of Cr–Mn–Mo-based high- and medium-entropy nitride thin films fabricated by reactive DC magnetron sputtering, employing ab initio calculations and experimental analysis. Ab initio results show the unalloyed Cr–Mn–Mo–N system forms a stable fcc structure with negative formation energy, minimally affected by N vacancies. Alloying with Si, Y, or both further reduces formation energy, enhancing thermodynamic stability, especially at high Y concentrations. However, alloying comes with increased unit cell distortion, destabilising the crystal structure. Experiments reveal that Si and Y promote N incorporation, but complete stoichiometric metal-to-nitrogen ratios are not achieved, yielding N-vacant films. Structural analyses confirm the formation of a single-phase fcc solid solution, with lattice expansion and crystallite size refinement induced by increasing alloying concentrations. Atomic size mismatch is identified as the principal factor governing phase formation. Alloying enhances hardness without compromising elasticity, peaking at 20.5 GPa in Si-alloyed film due to nanocrystallinity, N incorporation, and strong nitride covalent bonding.
Návaznosti
| GA23-05947S, projekt VaV |
| ||
| LM2023039, projekt VaV |
|