Vliv obsahu dusíku na vysokoteplotní stabilitu tvrdých a opticky průhledných amorfních povlaků Hf‒Y‒Si‒B‒C‒N
| Autor: | A. Farhadizadeh, J. Vlček, J. Houška, S. Haviar, R. Čerstvý, M. Červená, P. Zeman, M. Matas |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2023 |
| Předmět: |
oxidation resistance
optical properties Oxidační odolnost Process Chemistry and Technology Simulace ab-initio thermal stability hardness Surfaces Coatings and Films Electronic Optical and Magnetic Materials Ab-initio simulations Materials Chemistry Ceramics and Composites Tepelná stabilita Optické vlastnosti Tvrdost |
| Popis: | Zkoumáme vliv obsahu dusíku na funkční vlastnosti, tepelnou stabilitu a oxidační odolnost tvrdých a opticky průhledných amorfních povlaků Hf‒Y‒Si‒B‒C‒N připravených pomocí pulzního magnetronového naprašování. Provedení simulací ab-initio vede k propojení experimentálně získaných vlastností s atomovými a elektronovými strukturami vytvořených materiálů. Prokazujeme, že obsah N v materiálu, obměňovaný od nenasycených 46 at. % do nasycených 51 at. %, má značný význam pro optimalizaci tepelné stability a ladění indexu lomu a extinkčního koeficientu. Identifikujeme optimální obsah N2 v plazmatu, a tudíž obsah N v povlacích, které překonávají dříve uvedený vysokoteplotní materiál Hf6Y2Si29B12C2N45. Tyto výsledky utvářejí pokrok v úsilí o spojení četných funkčních vlastností s výjimečnou tepelnou stabilitou (nad 1300 °C) a oxidační odolností. We study the effect of nitrogen content on functional properties, thermal stability, and oxidation resistance of hard and optically transparent amorphous Hf‒Y‒Si‒B‒C‒N coatings prepared by pulsed magnetron sputtering. Ab-initio simulations are performed to link the experimentally obtained properties with the atomic and electronic structures of the fabricated materials. It is shown that the content of N in the material, varied from subsaturation 46 at.% to saturation 51 at.%, is of significant importance for the optimization of thermal stability and tuning the refractive index and extinction coefficient. We identify an optimum N2 content in the plasma and in turn N content in the coatings which outperform the previously introduced high-temperature material Hf6Y2Si29B12C2N45. The results constitute progress in the efforts to combine multiple functional properties with exceptional (above 1300 °C) thermal stability and oxidation resistance. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|