Corrosion resistance and tribological behavior of WS2-Ti coatings by Ti cathode power changes in magnetron co-sputtering
| Autor: | Jhonattan De La Roche-Yepes, Elizabeth Restrepo-Parra, Hector Sanchez-Sthepa, Juan Manuel González Carmona |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2018 |
| Předmět: |
lcsh:TN1-997
Materials science Raman EIS Tungsten disulfide 02 engineering and technology solid lubricant doping engineering.material dopaje 01 natural sciences Paint adhesion testing lcsh:Technology Corrosion chemistry.chemical_compound Coating Sputtering 0103 physical sciences Thin film Composite material Raman lcsh:Mining engineering. Metallurgy 010302 applied physics EIS lcsh:T TMD General Engineering technology industry and agriculture 021001 nanoscience & nanotechnology Dielectric spectroscopy lubricante sólido chemistry Cavity magnetron engineering 0210 nano-technology |
| Zdroj: | Dyna, Vol 85, Iss 207, Pp 221-226 (2018) DYNA, Volume: 85, Issue: 207, Pages: 221-226, Published: DEC 2018 |
| ISSN: | 2346-2183 0012-7353 |
| Popis: | Titanium-doped tungsten disulfide thin films (WS2-Ti) were deposited using a DC magnetron co-sputtering on AISI 304 stainless steel and silicon substrates. Different Ti cathode power densities between 0 and 1.25 W/cm2 were used for coating deposition. Energy-dispersive spectroscopy evidenced an increase in Ti percentage at the expense of W, as well as a sulfur deficiency. Raman spectroscopy was used to identify bands corresponding to W-S for undoped WS2. As the material was doped, changes in crystalline structure caused W-S main bands to separate. Scratch adhesion testing showed that Ti percentage increased along with the critical load (Lc). Furthermore, adhesive failure type changed from plastic to elastic. Finally, corrosion resistance analysis using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) showed that, at high Ti concentrations, corrosion resistance was enhanced as Ti facilitates coating densification and generates a protective layer. Resumen Películas delgadas de bisulfuro de tungsteno dopado con titanio fueron depositadas usando la técnica de magnetron co- sputtering DC sobre sustratos de acero inoxidable AISI 304 y Silicio. Para producir los recubrimientos, la densidad de potencia del cátodo de titanio fue variada entre 0 y 1.25 W/cm2. Los resultados de espectroscopia de energía dispersiva muestran un incremento en el porcentaje de Ti a expensas de W, además muestra una disminución en el porcentaje de azufre. Con las medidas de espectroscopía Raman se identificaron las bandas al enlace W-S para WS2 sin dopar. Cuando el material es dopado, los cambios en la estructura cristalina producen la separación de las principales bandas del enlace W-S. Usando la prueba de rayado dinámico, la adhesión de los recubrimientos fue estudiada, mostrando que la carga critica (Lc) incrementa con el porcentaje de Ti; además, la falla pasa de adhesiva a cohesiva con el incremento de Ti. Finalmente, la resistencia a la corrosión fue evaluada usando la técnica espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS), y es observado que a altas cantidades de Ti, se mejora la resistencia a la corrosión debido a que el Ti facilita la densificación y genera una capa protectora. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|