Hard and electrically conductive multicomponent diboride-based films with high thermal stability

Abstract

Předmětem článku jsou tenkovrstvé keramické materiály založené na HfB2 s vysokou tvrdostí (31–41 GPa), odolností proti vzniku trhlin (poměr tvrdosti a efektivního Youngova modulu 0,13–0,16), elektrickou vodivostí (2,8–4,2 × 10^5 S/m) a tepelnou stabilitou. Studujeme široký rozsah složení plynoucích z částečného nahrazení Hf pěti jinými prvky (Ti, Y, Zr, Ho nebo Ta) a zaměřujeme se na vliv počtu a vlastností prvků přítomných v kovové podmřížce. Rostoucí počet kovových prvků vede na klesající velikost krystalů plynoucí ze šířky difrakčních píků, prudce klesající tlakové pnutí na méně než 2 GPa a mírně klesající tvrdost a elektrickou vodivost. Tepelná stabilita septenárních diboridových vrstev Hf8Zr4Ti4Ta4Y5B60C9 a Hf10Zr4Ti4Ta4Ho5B58C9 při žíhání do 1300 °C přesáhla stabilitu kvaternárních vrstev Hf22Y5B58C9 a Hf22Ho5B58C9. Výsledky jsou důležité pro design technologicky důležitých tenkovrstvých materiálů kombinujících více různých funkčních vlastností a pro jejich přípravu metodami umožňujícími přenositelnost do průmyslu.