NbN-Cu nanokompozit kaplamaların üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Geçiş metallerin nitrürlerinden oluşan sert seramik kaplamalar, üstün mekanik özellikleri, yüksek korozyon dayanımı, yüksek aşınma dirençleri ve kimyasal olarak kararlı yapıları nedeni ile endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır.Son yıllarda nitrür kaplamalara ilave edilen yumuşak fazlar yardımıyla, kaplamaların mekanik özelliklerini iyileştirme konusunda oldukça yoğun çalışmalar vardır. Az miktarda yumuşak metal ilavesi, kaplamaların büyüme morfolojilerini değiştirerek üstün mekanik özelliklere sahip, nanokompozit yapıların oluşumuna neden olmaktadır.Literatürde NbN kaplamalar üzerine, özellikle üstün süper iletkenlik özellikleri konusunda çok sayıda çalışma yapılmıştır. NbN kaplamaların mekanik özellikleri ve sürtünme aşınma dirençleri üzerine ise son yıllarda yapılan birkaç çalışma vardır. Bu çalışmada NbN ve NbN yapısına bakır ilavesi ile elde edilen NbN-Cu kaplamaların mekanik ve tribolojik özellikleri incelenmiştir. Düşük bakır içeren NbN-Cu kaplamalar, katkısız NbN kaplamalarla kıyaslandığında, sertlik ve aşınma dayanımlarında önemli artış olduğu saptanmıştır. Yüksek miktarlarda bakırı ilavesinin ise kaplamaların mekanik özellikleri ve beraberinde de sürtünme-aşınma özelliklerini olumsuz etkilediği gözlenmiştir.Anahtar Kelimeler : Niyobyum–nitrür, Bakır, Nanokompozit, Kaplama

Transition metal nitrides thin films are widely used in industry because of their superior mechanical properties, higher corrosion resistance and chemical inertness. There are many studies on the improving of mechanical properties of coatings by adding of soft phases into nitride coatings recently. Adding small amount of soft metals causes forming of nanocomposite structures by changing of growing morphologies of coatings. Many studies have been carried out on the NbN coatings because of their super conductivity properties. Only a few studies were reported on mechanical properties and friction-wear behavior of the NbN coatings lately. In the present study, mechanical and tribological properties of pure NbN and NbN-Cu coatings were investigated. NbN-Cu coatings in small amount of copper have significant increase in hardness and wear resistance compared with pure NbN coatings. On the contrary, adding copper in higher amount affected both mechanical and tribological properties negatively.Keyword : Nanocomposite, Magnetron sputtering, PVD, Niobium- Nitride