اثر آنیل بر چقرمگی شکست سوپر شبکه CrN/TiN

قیمت: 46,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

اثر آنیل بر چقرمگی شکست سوپر شبکه CrN/TiN

عنوان لاتین

Annealing effect on the fracture toughness of CrN/TiN superlattices

لایه های سوپر شبکه عمدتا توسط سختی بالای خود به نسبت جزء یکپارچه خود شناخته می شوند. اخیرا، نشان داده ایم که لایه های سوپر شبکه CrN/TiN یک ماکزیمم در چقرمگی شکست برای دوره دولایه گی 6 نانومتر نشان می دهد، که مشابه ماکزیمم سختی گزارش شده است. پیشنهاد می کنیم که یک عامل غالب برای حصول چنین خواص مطلوبی، ساختار فصل مشترک بین تک لایه ها است. برای اثبات این نظریه، ما از روی عمد تیزی فصل مشترک را توسط آنیل خلاء بعد از رسوب در دماهای مختلف اصلاح کرده ایم. این نفوذ تیتانیوم یا کروم را به داخل لایه های مجاور بهبود بخشیده و به تدریج فصل مشترک ها را به محصولات بین فازی تبدیل می کند (چرا که TiN و CrN یک محلول جامد تشکیل می دهند). به منظور حصول چقرمگی شکست KIC قابل اطمینان بر حسب دمای آنیل، تست های خمش کانستر درجا بر روی لایه های آنیل شده در خلاء انجام شد. بارهای دما بالا نیز در حین فرایندهای مکانیکی همچون برش خشک یا برش سریع اتفاق می افتد، و بنابراین ارتباط زیادی با عمل دارند.

Superlattice films are generally known for their exceptional high hardness compared to their monolithic constituents. Recently, we have shown that CrN/TiN superlattice films exhibit a peak in fracture toughness for a bilayer period of 6.0 nm, similar to the former reported peak in hardness. We propose that a dominating factor for obtaining such favourable material properties is the interface constitution between the individual layers. To proof this notion, we have intentionally modified the interface sharpness by post-deposition vacuum annealing of the samples at different temperatures. This promotes interdiffusion of Ti or Cr into its adjacent layers and gradually changes the interfaces to interphases (because TiN and CrN form a solid solution). In order to obtain reliable KIC fracture toughness values as a function of the annealing temperature, in-situ micromechanical cantilever bending tests on ex-situ vacuum annealed freestanding films were performed. High temperature loads take also place during machining processes like dry cutting or high-speed cutting, and are thus of high practical relevance.