hrvatski

POVRŠINSKI SLOJ TANKIH FILMOVA W-C SLITINA

Karbidi prijelaznih metala, među njima i volframski karbid, odlikuju se nizom osobina koji ih čine tehnološki zanimljivim - visoko talište, ekstremna tvrdoća, mali koeficijent trenja, kemijska postojanost, otpornost na oksidaciju, i dobra električna vodljivost. Stanje površine takvih materijala je kritično u nekim primjenama, te se postupci pripravljanja optimiziraju u tom smislu. Površinske karakteristike (topografija, pripovršinski sloj) niza tankih filmova volfram-ugljik slitina, pripravljenih reaktivnom magnetronskom depozicijom (argon + benzen) na podlogama od monokristalnog silicija, ispitane su metodama GISAXS, AFM i SEM. Uvjeti pripravljanja varirani su u širokom rasponu vrijednosti parametara depozicije: parcijalni tlak benzena u rasponu 1-10% sa ciljem dobivanja W-C filmova sa različitim udjelom nevezanog ugljika. Temperaturom podloge (RT, 200°C, i 400°C) i polarizacijom (-70V) utjecalo se na strukturu filmova: dominantni karbid WC1-x formira se sukcesivno u mikrokristalnoj, nanokristalnoj i amorfnoj fazi kako raste udio ugrađenog ugljika, sa finom disperzijom DLC-čestica između zrna.GISAXS analiza daje 3 nm za veličinu nanozrna. Ista metoda pokazuje da je površina filmova vrlo glatka - hrapavost od 0, 5 nm - sa vrlo kratkom korelacijskom dužinom na površini. AFM rezultati potvrđuju visoku glatkost površine, koja ipak ovisi o uvjetima pripravljanja. Iz AFM rezultata određena je i prosječna veličina zrna na površini - 10-20 nm u promjeru - što površinu daje "ljuskastu" morfologiju. Rezultati pretražne elektronske mikroskopije potvrđuju površinsku topografiju filma, ali otkrivaju i strukturu filma po dubini: postoji pripovršinski sloj debljine 10-20 nm koji se po strukturi jasno razlikuje od osnovnog sloja debljine 200 nm. Osnovni sloj sastoji se od zrna-kolumni promjera 50-100 nm, na kojima je završni/ segregirani sloj finije građe. Ovaj strukturni diskontinuitet neposredno ispod površine nesumnjivo utječe na osobine filmova i otpornost na habanje u mehaničkoj primjeni.

W-C slitine; tanki film; površina

nije evidentirano