Effect of nitrogen content on high-temperature stability of hard and optically transparent amorphous Hf‒Y‒Si‒B‒C‒N coatings

Abstract

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.