Přejít k obsahu


Thermal stability of structure, microstructure and enhanced properties of Zr–Ta–O films with a low and high Ta content

Citace:
ZUZJAKOVÁ, Š., ZEMAN, P., HAVIAR, S., ČERSTVÝ, R., HOUŠKA, J., REZEK, J., VLČEK, J. Thermal stability of structure, microstructure and enhanced properties of Zr–Ta–O films with a low and high Ta content. Surface and Coatings Technology, 2018, roč. 335, č. 15 February 2018, s. 95-103. ISSN: 0257-8972
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Thermal stability of structure, microstructure and enhanced properties of Zr–Ta–O films with a low and high Ta content
Rok vydání: 2018
Autoři: Ing. Šárka Zuzjaková Ph.D. , Doc. Ing. Petr Zeman Ph.D. , RNDr. Stanislav Haviar Ph.D. , Ing. Radomír Čerstvý , Doc. Ing. Jiří Houška Ph.D. , Ing. Jiří Rezek Ph.D. , Prof. RNDr. Jaroslav Vlček CSc.
Abstrakt CZ: Práce je věnována teplotní stabilitě dvou ternárních vrstev Zr–Ta–O (Zr25Ta5O70, Ta25Zr5O70) a dvou binárních oxidových vrstev (ZrO2, Ta2O5) připravených pomocí vysokovýkonového reaktivního pulzního magnetronového naprašování s pulzní kontrolou toku reaktivního plynu. Teplotní stabilita struktury, mikrostruktury, mechanických a optických vlastností vrstev byla vyšetřována ve vzduchu v teplotním rozsahu 650 °C – 1300 °C. Bylo ukázáno, že obě ternární vrstvy Zr–Ta–O vykazují zlepšenou teplotní stabilitu nadeponované struktury a zlepšené vlastnosti ve srovnání s příslušnými binárními oxidy. Vrstva Zr25Ta5O70 má nanokrystalickou strukturu odpovídající fázi TaZr2,75O8. Tato fáze je stabilní až do maximální vyšetřované teploty (1300 °C). Tato vrstva vykazuje vysokou tvrdost (19 GPa) a index lomu (2,25) i po ohřevu ve vzduchu na 1000 °C. Vrstva Ta25Zr5O70 vykazuje v nadeponovaném stavu amorfní strukturu. Teplotní stabilita této struktury dosahuje 800 °C, což je teplota o 100 °C vyšší než v případě vrstvy Ta2O5.
Abstrakt EN: The paper reports on the thermal stability of two ternary Zr–Ta–O films (Zr25Ta5O70, Ta25Zr5O70) and two binary oxide films (ZrO2, Ta2O5) prepared by reactive high-power impulse magnetron sputtering using a pulsed reactive gas flow control. The thermal stability of the structure, microstructure, mechanical and optical properties of the films was investigated in air in the temperature range of 650 °C – 1300 °C. It was found that both ternary Zr–Ta–O films investigated exhibit an enhanced thermal stability of the as-deposited structure and enhanced properties compared to the corresponding binary oxides. The Zr25Ta5O70 film is a single-phase material with a nanocrystalline structure corresponding to the TaZr2.75O8 compound. This phase is stable up to the maximum temperature investigated (1300 °C) and the film retains a high hardness (19 GPa) and refractive index (2.25) even after the annealing to 1000 °C in air. The Ta25Zr5O70 film exhibits an amorphous structure in the as-deposited state with its thermal stability up to 800 °C, which is about 100 °C more than for the Ta2O5 film.
Klíčová slova

Zpět

Patička