Tribological properties and oxidation resistance of tungsten and tungsten nitride films at temperatures up to 500 °C

Abstract

Článek se zabývá strukturou, mikrostrukturou, mechanickými a tribologickými vlastnostmi a oxidační odolností WNx tenkých vrstev připravených magnetronovým naprašováním se stechiometrií x = [N]/[W] v rozsahu od 0 do 1,5. Zjistilo se, že (i) vrstvy s x ≤ 0,20 vykazují α-W strukturu se sloupcovou mikrostrukturou, zatímco vrstvy s x ≥ 0,27 vykazují β-W2N nebo δ-WN strukturu a jemnozrnnou mikrostrukturu, (ii) tvrdost H a poměr tvrdosti k efektivnímu Youngově modulu H/E* silně ovlivňuje tribologické vlastnosti vrstev. Dále jsme vyšetřovali a diskutovali, jak jsou tribologické vlastnosti ovlivněny vlhkostí okolního vzduchu a oxidací vrstev. Oxidace vrstev je hodnocena na základě tloušťky vzniklé vrstvy WO3 na povrchu WNx vrstvy a ukazuje se, že je výrazně odlišná u vrstev WNx s x ≤ 0,20 a x ≥ 0,27.