جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "pacvd" در نشریات گروه "مواد و متالورژی"
تکرار جستجوی کلیدواژه «pacvd» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
In order to improve the properties and performance of SS316L implants in the current study, their surface was coated using two methods of sputtering and Plasma-Assisted Chemical Vapor Deposition (PACVD). To this end, TaN and Diamond-Like Carbon (DLC) layers were applied using sputtering and PACVD methods, respectively. Structural examinations by Field-Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) showed that the TaN layer was formed in a compact and quasi-spherical morphology. The final DLC layer was also formed in a compact and spherical morphology. Raman spectroscopic results showed that the D and G peaks with suitable heights were at 1356 cm-1 and 1588 cm-1, respectively, indicating the successful DLC formation. Atomic Force Microscopy (AFM) images indicated that the grain size was in the range of 20-35 nanometers, and the presence of very fine DLC grains contributed to reducing the surface roughness to Ra=1.02 µm, indicating a 67.5% reduction. Cell adhesion test results up to 48 hours confirmed the better performance of DLC than that of TaN. Thus, the TaN-DLC two-layer coating is introduced as a new coating that can be used to improve the performance of implants.
Keywords: SS316L Implant, Sputtering, PACVD, Dense Grains, Adhesion Test -
هدف از این پژوهش، بررسی ریزساختار و خواص سطحی پوشش نانوساختار نیترید تیتانیوم-آلومینیوم (TiAlN) اعمال شده در دماهای مختلف لایه نشانی است. برای این منظور پوشش های نانوساختار TiAlN با استفاده از روش رسوب گذاری شیمیایی از فاز بخار به کمک پلاسما با جریان مستقیم پالسی (DC-PACVD) بر سطح فولاد ابزار گرم کار (H11) نیتروژن دهی شده لایه نشانی شدند. پوشش ها در شرایط یکسان درصد چرخه کار، بسامد و نسبت گازی H2/Ar/N2 به ترتیب در 33 درصد، 10 کیلوهرتز و 50/150/400 سانتیمتر مکعب و در دماهای 470، 485، 500 و 515 درجه سانتیگراد به روش PACVD لایه نشانی شدند. برای بهبود استحکام چسبندگی پوششهای TiAlN به زیرلایه، از میان لایه پوشش TiN استفاده شد. برای مشخصه یابی پوششها از دستگاه های FESEM، SEM و XRD و همچنین برای ارزیابی خواص مکانیکی و چسبندگی پوششها از ریزسختی سنج ویکرز و آزمون خراش بهره گرفته شد. نتایج دلالت می کند بیشینه سختی پوشش TiAlN، اعمال شده در دمای 485 درجه سانتیگراد است که به عوامل مختلف از جمله ثابت شبکه، اندازه بلورک و مقدار کلر در ترکیب شیمیایی پوشش، نسبت داده می شود. همچنین تشکیل لایه نازک نانومتری Fe4N در فصل مشترک پوشش با زیرلایه در دمای بالاتر از 500 درجه سانتیگراد، موجب تضعیف چسبندگی پوشش TiAlN به زیرلایه می شود. با ارزیابی کمی میزان چسبندگی پوششها، مشخص شد که پوشش ایجادشده در دمای 485 درجه سانتیگراد بیشینه مقدار بار بحرانی خراش (23 نیوتن) را تحمل می کند.
کلید واژگان: دمای لایه نشانی, استحکام چسبندگی, پوشش TiAlN, نیتروژن دهی پلاسمایی, فرایند PACVDThe purpose of this study is to investigate the microstructure and surface properties of titanium-aluminum nitride (TiAlN) nanostructured coatings produced at different deposition temperatures. The TiAlN nanostructured coatings were deposited on nitrided hot-work tool steel (H11) using pulsed direct current plasma assisted chemical vapor deposition method (DC- PACVD). The coatings were produced under the same conditions such as duty cycle, frequency and H2/Ar/N2 gas ratio at 33%, 10 kHz and 400/150/50 sccm, respectively. Also the specimens were deposited at temperatures of 470, 485, 500 and 515 °C by PACVD method. TiN coating interlayer was used to improve the adhesion strength of TiAlN coatings to the substrate. FESEM , SEM and XRD devices were used to characterize the coatings and Vickers micro-hardness and scratch test were used to evaluate the mechanical properties and adhesion strength of the coatings. The results indicated that the maximum hardness of TiAlN coating produced at 485 °C. It is attributed to various factors such as lattice parameter, crystallite size and amount of chlorine in the chemical composition of the coating. Also, due to the formation of a nanoscale- thin layer of Fe4N at the interface between the coating and the substrate at the temperatures above 500 °C, the adhesion strength of the TiAlN coating reduces. By quantitative evaluation of the adhesion of the coatings, it was found that the coating formed at the temperature of 485 °C withstands the maximum critical load (23 N) of the scratch.
Keywords: Adhesion strength, PACVD, TiAlN nanostructured coating, Deposition temperature -
در این تحقیق، پوشش های سرامیکی کربونیترید تیتانیوم آلومینیوم (TiAlCN) با مقادیر مختلفی از آلومینیوم در دمای °C 350 بر زیرلایه های فولاد ابزار گرم کار H13 با استفاده از روش رسوب شیمیایی بخار به کمک پلاسما (PACVD) نشانده شدند. مشخصه یابی پوشش های ایجاد شده با استفاده از آزمایش های پراش پرتو ایکس (GIXRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به آنالیزگر عنصری طیف سنجی پرتو ایکس (EDS)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR)، طیف سنجی رامان،میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) انجام شد. ریزسختی پوشش ها توسط آزمایش ریزسختی سنجی ویکرز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که پوشش ها دارای یک نانوساختار شامل نانو دانه های بلورین fcc- (Ti,Al) N و/یا fcc- (Ti,Al) (C,N)، hcp-AlN و یک فاز کربنی آمورف می باشند. افزایش مقدار آلومینیوم موجود در پوشش از حدود 10 تا حدود 42 درصد اتمی منجر به کاهش زبری سطحی پوشش از 49±151 نانومتر به 27±88 نانومتر به دلیل ایجاد هسته بیشتر از AlN شد. بیشترید مقدار میکروسختی مربوط به پوشش با مقدار آلومینیوم کمتر بود که در حدود HV0.01 3840±40 به دلیل مقدار ناخالصی کلر و فاز hcp-AlN کمتر، بدست آمد.
کلید واژگان: پوشش, نانوساختار, TiAlCN, PACVDIn this study, titanium aluminium carbonitride (TiAlCN) ceramic coatings with different amount of Al were deposited at 350 °C on H13 hot work tool steel substrates, using pulsed-DC plasma assisted chemical vapor deposition method. Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), glancing incidence X-ray diffraction method (GIXRD), transmission electron microscopy (TEM), Raman spectroscopy, field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and SEM and atomic force microscopy (AFM) were applied for characterizing of the coatings. Microhardness test utilized for evaluating of microhardness of the coatings. The coatings showed a nanostructure consisted of fcc-TiAlN and hcp-AlN nanocrystalline grains and an amorphous carbon phase. Increasing the amount of Al from ~10 to ~42 at.% led to a decrease of the surface roughness of the coating from 151±49 to 88±27 nm, due to the creation of more nuclei of AlN. Coating with the less amount of Al (~10 at.%) presented the highest microhardness of about 3840 HV0.01,due to the less amount of chloride impurity and hcp-AlN phase.
Keywords: coating, Nanostructure, TiAlCN, PACVD -
در این پژوهش پوشش نانوساختار DLC (کربن شبه الماسی) با استفاده از روش PACVD (رسوب گذاری شیمیایی از فاز بخار به کمک پلاسما) و روش Arc-PVD (رسوب گذاری فیزیکی از فاز بخار به کمک قوس کاتدی)، روی فولاد St37 پوشش داده شد. سپس در روش Arc-PVD یک لایه میانی قبل از پوشش DLC رسوب گذاری گردید. مشخصه یابی و ارزیابی پوشش ها به وسیله روش های میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراش سنجی پرتو ایکس، طیف سنجی رامان، طیف سنجی با تفکیک انرژی، آزمون های چسبندگی و تریبولوژیکی انجام شد. نتایج نشان داد که پوشش DLC PVD به دلیل حضور لایه میانی TiCrAlN، اندازه ذرات 30 تا 40 نانومتر، سختی گرادیانی و همچنین حضور کاربیدهای تیتانیم و کروم درون پوشش، دارای خواص مکانیکی، چسبندگی و سایش عالی است. اندازه دانه های پوشش DLC PACVD تقریبا در محدوده ی 70 تا 110 نانومتر اندازه گیری شد. از طرفی ضخامت پوشش در روش Arc-PVD کم تر از پوشش حاصل از روش PACVD شد که تنش داخلی کم تر پوشش منتهی به چسبندگی مناسب این پوشش شد. بنابراین پوشش حاصل از روش PACVD علی رغم خواص مناسب، نسبت به پوشش DLC PVDسختی و چسبندگی کمتری از خود نشان داد.کلید واژگان: رسوب فیزیکی بخار, رسوب شیمیایی بخار به کمک پلاسما, کربن شبه الماس, پوشش نانوسختار و فولاد St37In this Study, PACVD (plasma assistant chemical vapor deposition) and Arc-PVD (cathodic arc physical vapor deposition) methods were used to deposit of DLC (diamond like carbon) on St37 steel. Then, an interlayer was performed before applying the main DLC coating using arc-PVD. Field emission scanning electron microscopy, x-ray diffraction, Raman spectroscopy, energy dispersive spectroscopy, adhesion and tribological tests were performed to characterize and evaluate of coatings. Many factors are responsible for the excellent wear and mechanical behaviors of the DLC PVD coating including the presence of TiCrAlN interlayer, the fine grains (30-40 nm), hardness gradient as well as Ti and Cr carbides. These factors, also led to reach the high adhesion for this coating. The grain size of DLC PACVD coating was measured approximately 70-110 nm. In addition the thickness of arc-PVD coating was less than that of the PACVD coating which caused lower internal stress and subsequently appropriate adhesion to the substrate. The results revealed that this coating had lower hardness and adhesion to the substrate than that of the DLC PVD.Keywords: PACVD, Arc, PVD, diamond like carbon, Nanostructured coating, St37 steel
-
In this work, TiN/TiCN & PN/TiCN multilayer films were deposited by plasma- assisted chemical vapour deposition (PACVD). Plasma nitriding (PN) and TiN intermediate layer prior to coating leads to appropriate hardness gradient and it can greatly improve the mechanical properties of the coating. The composition, crystalline structure and phase of the films were investigated by X-ray diffraction. Atomic force microscopy and scanning electron microscopy were employed to observe the morphology and structure of the films. The TiCN layer exhibited a columnar structure. The adhesion force between the film and the tool steel substrate was 30.8 MPa for TiN/TiCN and 25.4 MPa for PN/TiCN film determined by pull off tests. The hardness of TiN/TiCN film was 12.75 GPa while it was 5.4 GPa for PN/TiCN film, respectively. The improvement of the adhesion in TiN/TiCN was attributed to a less gradient hardness configuration. In addition, the mean friction coefficients of the films were about 0.2 for TiN/TiCN and 0.3 for PN/TiCN film determined by nanoindentation tests.Keywords: PACVD, TiCN, TiN, Plasma nitriding, Multilayer
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.