J 2026

Microcantilever-assessed fracture toughness of industrially deposited TiZrN coatings at various nitrogen partial pressures

BEHRANGI, Sahand; Rainer HAHN; Philip KUTROWATZ; Sabine SCHWARZ; Vilma BURŠÍKOVÁ et al.

Základní údaje

Originální název

Microcantilever-assessed fracture toughness of industrially deposited TiZrN coatings at various nitrogen partial pressures

Autoři

BEHRANGI, Sahand; Rainer HAHN; Philip KUTROWATZ; Sabine SCHWARZ; Vilma BURŠÍKOVÁ; Pavel SOUČEK; Helmut RIEDL a Petr VAŠINA

Vydání

Vacuum, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 2026, 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: 3.900 v roce 2024

Označené pro přenos do RIV

Ano

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

Klíčová slova anglicky

Fracture toughness; Hardness; Nitrogen partial pressure; Reactive magnetron sputtering; Solid solution

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 9. 3. 2026 10:12, Mgr. Marie Novosadová Šípková, DiS.

Anotace

V originále

TiZrN coatings were deposited using reactive magnetron sputtering under industrial conditions at three different nitrogen partial pressures: 0.008, 0.040, and 0.200 Pa. TiN and ZrN coatings were also prepared as reference materials. All ternary TiZrN coatings exhibited a face-centered cubic (FCC) structured solid solution. TiZrN coating deposited at a nitrogen partial pressure of 0.040 Pa exhibited the highest hardness of 31 ± 1 GPa, while TiN and ZrN approached 25 ± 3 GPa and 26 ± 1 GPa, respectively. The fracture toughness of the coatings was evaluated using the microcantilever bending method. KIC (critical stress intensity factor in mode I) for TiN reached 2.2 ± 0.4 MPa.m1/2 compared to 2.6 ± 0.3 MPa.m1/2 for ZrN. Incorporating Zr to TiN led to an enhanced fracture resistance by 17-27%, depending on the nitrogen partial pressure. The highest KIC recorded was 2.8 ± 0.3 MPa.m1/2, achieved at a partial pressure of 0.040 Pa.

Návaznosti

LM2023039, projekt VaV
Název: Centrum výzkumu a vývoje plazmatu a nanotechnologických povrchových úprav
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, R&D centre for plasma and nanotechnology surface modifications