Effect of the Si/Ti Ratio on the Structure and Mechanical Properties of Plasma-Enhanced Magnetron Sputtered TiSiCN Coatings

Jin, Wantao; Zhou, Bing; Ma, Yong; Liu, Zhubo; Wang, Yongsheng; Zheng, Kan; Yu, Shengwang

doi:10.1007/s11665-021-06504-7

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“… 19,20 The shift of Si 2p peak of TiSiCN coatings with different C contents is caused by changes in the coating composition and atomic bonding around Si atoms. This is consistent with the XPS analysis results in previous work 21 …”

Section: Resultssupporting

confidence: 94%

Microstructure and tribological properties of TiSiCN composite coatings with different carbon contents deposited by plasma‐enhanced magnetron sputtering

Liu

Jin

Zhou

et al. 2023

Surface & Interface Analysis

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TiSiCN composite coatings with different C contents were prepared on Cr buffer layer by plasma‐enhanced magnetron sputtering. The structure, composition, surface, and cross‐sectional morphology of the coatings were characterized by X‐ray photoelectron spectroscopy, X‐ray diffraction, Raman spectroscopy, scanning electron microscope, and atomic force microscope. The hardness, elastic modulus, and tribological performance of the coatings were evaluated by nanoindentation and reciprocating friction tests. The results showed that the TiSiCN composite coatings are amorphous structure composed of TiCN compound and microcrystalline graphite, and amorphous phases. The increase of C content changed the content and distribution of TiCN ceramics nanocrystal, amorphous Si3N4 and amorphous carbon (sp3‐ and sp2‐hybridized C), thus affecting the hardness and friction behavior of the coatings. The hardness of the composite coatings was related to the content of TiCN phase and sp3‐C in the coatings. The TiSiCN composite coating with C content of 68.2% had lower coefficient of friction and the lowest wear rate.

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Section: Resultssupporting

confidence: 94%

Microstructure and tribological properties of TiSiCN composite coatings with different carbon contents deposited by plasma‐enhanced magnetron sputtering

Liu

Jin

Zhou

et al. 2023

Surface & Interface Analysis

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“…Los recubrimientos cerámicos nanocompuestos de carbonitruro de titanio y silicio (TiSiCN) tienen una alta dureza, alta tenacidad, son resistentes al desgaste y pueden tener espesores de hasta 40 µm, lo que facilita el buen desempeño en entornos de erosión severa, como en álabes de compresores aeronáuticos contra partículas sólidas y/o componentes para la exploración y transporte de petróleo y gas en alta mar [11]. Una de las técnicas más utilizadas para la deposición de este tipo de recubrimiento es el PVD Magnetron Sputtering, donde se obtiene el titanio de un blanco sólido del material, que también es expuesto a gases reactivos [12][13][14].…”

unclassified

Análisis comparativo de recubrimientos duros de DLC y TiSiCN frente al desgaste y a la corrosión

et al. 2023

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RESUMEN La vida en servicio de elementos de máquinas utilizados en la industria del gas y del petróleo puede ser extendida con el uso de recubrimientos que permiten mejorar las propiedades superficiales, como la resistencia al desgaste y a la corrosión. Los recubrimientos DLC son conocidos por su bajo coeficiente de fricción, alta resistencia al desgaste e inercia química. Las películas del tipo TiSiCN son cerámicas duras, por lo que otorgan una buena resistencia al desgaste abrasivo y erosivo. En este trabajo se analizan de forma comparativa estos dos recubrimientos cuando son depositados sobre un acero de media aleación AISI 4140. Se midió espesor y se hizo caracterización por XPS, DRX y espectroscopía Raman. Se realizaron ensayos de desgaste adhesivo tipo Pin-on-Disk y desgaste abrasivo (ASTM G65). Se evaluó la adhesión por Scrach Test. La resistencia a la corrosión se evaluó mediante cámara de niebla salina y ensayos potenciodinámicos. El DLC presentó un bajo coeficiente de fricción μ ~ 0,2, con una pérdida de volumen dos veces menor que el TiSiCN, mientras que este último presentó una resistencia al desgaste abrasivo 30 veces superior. La adhesión del TiSiCN también fue superior. El DLC mostró una mayor resistencia a la corrosión.

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Recent developments in the new generation of hard coatings applied on cemented carbide cutting tools

Derakhshandeh

Eshraghi

Razavi

2023

International Journal of Refractory Metals and Hard Materials

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Effect of the Si/Ti Ratio on the Structure and Mechanical Properties of Plasma-Enhanced Magnetron Sputtered TiSiCN Coatings

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Microstructure and tribological properties of TiSiCN composite coatings with different carbon contents deposited by plasma‐enhanced magnetron sputtering

Microstructure and tribological properties of TiSiCN composite coatings with different carbon contents deposited by plasma‐enhanced magnetron sputtering

Análisis comparativo de recubrimientos duros de DLC y TiSiCN frente al desgaste y a la corrosión

Recent developments in the new generation of hard coatings applied on cemented carbide cutting tools

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