Estructura y Propiedades Mecánicas de Recubrimientos Ti-Al-Ta-N Depositados por Sputtering Magnetrón de Corriente Continua y Frecuencia Media
Autores: Shugurov, Artur R.; Kuzminov, Evgenii D.; Garanin, Yuriy A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Propiedades mecánicas
Estabilidad térmica
Resistencia a la oxidación
Microestructura
Resistencia al desgaste
Propiedades tribológicas
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Los recubrimientos de Ti-Al-Ta-N se caracterizan por propiedades mecánicas atractivas, estabilidad térmica y resistencia a la oxidación, que son superiores a las composiciones ternarias, como Ti-Al-N. Sin embargo, debido a su microestructura columnar abierta, los recubrimientos de Ti-Al-Ta-N depositados por pulverización catódica de magnetrón de corriente continua convencional (DCMS) exhiben una resistencia al desgaste insuficiente. Este trabajo se centra en obtener los recubrimientos de Ti-Al-Ta-N con una microestructura mejorada y propiedades mecánicas y tribológicas mediante pulverización catódica de magnetrón de media frecuencia (MFMS). Los recubrimientos se depositan mediante la co-pulverización de dos objetivos separados (Ti-Al y Ta) utilizando modos de DCMS puro y MFMS, así como modos híbridos. Se ha encontrado que el recubrimiento MFMS tiene una microestructura más densa que consiste en granos columnares fragmentados intercalados con granos equiaxiales y un tamaño de grano más pequeño que el recubrimiento DCMS, que se caracteriza por una microestructura completamente columnar. La modificación de la microestructura del recubrimiento MFMS resulta en la mejora simultánea de su dureza, tenacidad y adhesión. Como resultado, la tasa de desgaste del recubrimiento MFMS es menos de la mitad de la del recubrimiento DCMS.
Descripción
Los recubrimientos de Ti-Al-Ta-N se caracterizan por propiedades mecánicas atractivas, estabilidad térmica y resistencia a la oxidación, que son superiores a las composiciones ternarias, como Ti-Al-N. Sin embargo, debido a su microestructura columnar abierta, los recubrimientos de Ti-Al-Ta-N depositados por pulverización catódica de magnetrón de corriente continua convencional (DCMS) exhiben una resistencia al desgaste insuficiente. Este trabajo se centra en obtener los recubrimientos de Ti-Al-Ta-N con una microestructura mejorada y propiedades mecánicas y tribológicas mediante pulverización catódica de magnetrón de media frecuencia (MFMS). Los recubrimientos se depositan mediante la co-pulverización de dos objetivos separados (Ti-Al y Ta) utilizando modos de DCMS puro y MFMS, así como modos híbridos. Se ha encontrado que el recubrimiento MFMS tiene una microestructura más densa que consiste en granos columnares fragmentados intercalados con granos equiaxiales y un tamaño de grano más pequeño que el recubrimiento DCMS, que se caracteriza por una microestructura completamente columnar. La modificación de la microestructura del recubrimiento MFMS resulta en la mejora simultánea de su dureza, tenacidad y adhesión. Como resultado, la tasa de desgaste del recubrimiento MFMS es menos de la mitad de la del recubrimiento DCMS.