Characterisation of zirconium nitride coatings prepared by DC magnetron sputtering

Ramana, J.V.; Kumar, Sanjiv; David, C.; Ray, Aditi; Raju, V.S.

doi:10.1016/s0167-577x(99)00233-5

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“…It was reported that, mechanical, wear and corrosion properties of ZrN coatings were better than those of TiN coatings [16][17][18][19]. Thus, they have been increasingly used in industry for specific applications such as coating of tools for machining non-ferrous materials (aluminium or nickel alloys) and thermal barrier coatings in microelectronics, as well as decorative purposes [20][21][22].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Reciprocating wear behaviour of (Zr, Hf)N coatings

Atar

Kayalı

Çi̇menoǧlu

2004

Wear

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Reciprocating wear behaviour of (Zr, Hf)N coatings

Atar

Kayalı

Çi̇menoǧlu

2004

Wear

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“…Revestimentos cerâmicos, como nitretos metálicos, carbonetos e óxidos vêm sendo utilizados na indústria metal-mecânica a fim de prolongar a vida útil frente ao desgaste das peças [1,2], e também como fins decorativos em diversos objetos [3,2]. Além disso, filmes finos estão sendo aplicados como barreiras de difusão em semicondutores [4,2], além de possibilitarem aumentar o desempenho frente à corrosão, desgaste e abrasão, melhorando propriedades como dureza, adesão e atrito [5]. Entre os processos de deposição, destacam-se técnicas como deposição química de vapor (CVD), deposição física de vapor (PVD), implantação iônica e deposição por descarga luminescente [6,5].…”

Section: Introductionunclassified

Caracterização físico-química de filmes finos de nitreto de zircônio depositados por magnetron sputtering reativo

Maddalozzo¹,

Soares²,

Menezes³

et al. 2018

Sci. cum Ind.

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ResumoNeste trabalho, foram depositados filmes finos de nitreto de zircônio sobre substratos de carbono e silício. O nitreto de zircônio ocupa lugar de destaque como revestimento, pois possui dureza elevada, estabilidade química e térmica admiráveis, além de possuir baixa resistividade elétrica. Devido a essas características, o mesmo vem sendo amplamente aplicado como revestimento decorativo e protetor, sendo também utilizado em implantes e outros artefatos médicos devido à sua biocompatibilidade. O objetivo principal desse estudo é realizar a caracterização físico-química dos filmes finos de ZrN utilizando uma tensão de BIAS para aumentar a densidade dos mesmos, a fim de evitar a incorporação de contaminantes. Os resultados obtidos por RBS mostram que os filmes são estequiométricos (condição na qual possuem as melhores propriedades tribológicas) e possuem baixa quantidade de inclusão de impurezas, o que os caracteriza como sendo de boa qualidade. Além disso, a análise por espectroscopia Raman comprova a formação efetiva do nitreto de zircônio, e sua dureza de 15,15 GPa medida por nanoindentação encontra-se de acordo com os valores encontrados na literatura. Palavras-chaveNitreto de zircônio, magnetron sputtering, filmes finos Physical-chemical characterization of zirconium nitride thin films deposited by reactive magnetron sputtering AbstractIn this work, thin films of zirconium nitride were deposited on carbon and silicon substrates. The zirconium nitride occupies a prominent place as a coating, since it has high hardness, admirable chemical and thermal stability, besides having low electrical resistivity. Due to these characteristics, it is widely applied as a decorative and protective coating, and it is also used in implants and other medical devices due to its biocompatibility. The main objective of this study is to perform the physical-chemical characterization of the ZrN thin films using a BIAS voltage to increase its density in order to avoid the incorporation of contaminants. It is shown in results obtained by RBS that the films are stoichiometric (condition in which they have the best tribological properties) and contain a low amount of impurities, which characterizes them as being of good quality. In addition, the Raman spectroscopy analysis proves the effective formation of zirconium nitride, and its hardness of 15,15 GPa measured by nanoidentation is in accordance with the values found in the literature. KeywordsZirconium nitride, magnetron sputtering, thin films I. INTRODUÇÃO Devido a sua diversificada gama de aplicações, filmes finos como revestimentos protetores vêm ganhando espaço na ciência e na indústria. Revestimentos cerâmicos, como nitretos metálicos, carbonetos e óxidos vêm sendo utilizados na indústria metal-mecânica a fim de prolongar a vida útil frente ao desgaste das peças [1,2], e também como fins decorativos em diversos objetos [3,2]. Além disso, filmes finos estão sendo aplicados como barreiras de difusão em semicondutores [4,2], além de possibilitarem aumentar o desempenho frente ...

show abstract

“…Relatively fewer studies have been performed on ZrN compared to the other popular transition metal nitride films [8]. Results from some researchers regarding the preparation of ZrN films by physical vapor deposition methods as well as from the investigations related to the basic physical and mechanical properties of these films are reported in the literature [9][10][11][12]. However, in many service environments, these coated systems are required to operate in extreme temperatures (either high or very low), depending on their applications [13,14].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A comparative wear study of sputtered ZrN coatings on Si substrate

Singh

Manivasagam

Kumar

et al. 2011

Trans Indian Inst Met

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ZrN coatings were grown on silicon (100) substrate by reactive pulsed direct current sputtering in a mixture of argon and nitrogen gases. The structural parameters and crystallite size as a function of substrate temperatures in the range 300-873 K were studied using x-ray diffraction. A comparative wear Study of ZrN coatings was performed with steel and ceramic balls to evaluate the frictional properties of coatings. It was found that coefficient of friction of ZrN coatings tested with steel ball is lower than the coatings tested with ceramic balls. It is also found that the coefficient of friction is lower for the coatings deposited at higher temperature ( 873 K) than the coatings deposited at lower temperature (300 K). The morphology and phase distribution of the wear tracks were examined using scanning electron microscope and were correlated with tribological properties

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Characterisation of zirconium nitride coatings prepared by DC magnetron sputtering

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Reciprocating wear behaviour of (Zr, Hf)N coatings

Reciprocating wear behaviour of (Zr, Hf)N coatings

Caracterização físico-química de filmes finos de nitreto de zircônio depositados por magnetron sputtering reativo

A comparative wear study of sputtered ZrN coatings on Si substrate

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