PERANAN FASE AMORF Si3N4 PADA NANOKOMPOSIT nc-TiN/a-Si3N4 DALAM MENINGKATKAN KEKERASAN DAN STABILITAS TERMAL

Abstract

AbstrakPeranan fase amorf Si 3 N 4 dalam nanokomposit nc-TiN/a-Si 3 N 4 akan ditunjukkan serta dibandingkan dengan polikristal ZrN/Ni yang tidak memiliki fase amorf (non-komposit). Kehadiran fase amorf Si 3 N 4 ini selain meningkatkan kekerasan, juga meningkatkan ketangguhan nanokomposit selama indentasi. Juga diamati lapisan tipis nanokomposit nc-TiN/ a-Si 3 N 4 memiliki kestabilan termal yang lebih tinggi dibandingkan dengan polikristal ZrN/Ni. AbstractThe role of Si 3 N 4 amorphous phase in nc-TiN/a-Si 3 N 4 nanocomposites will be shown and compared with polycrystalline ZrN/Ni which has no such amorphous phase (non-composites). The presence of amorphous phase Si 3 N 4 increases the hardness of film as well as the toughness of the bulk nanocomposites under indentation load. It has been observed that nc-TiN/a-Si 3 N 4 nanocomposites films has higher thermal stability than ZrN/Ni polycrystalline films. mempublikasikan hasil simulasi komputer mereka yang menunjukkan bahwa pada ukuran butir di bawah 100 nm terjadi relasi yang kebalikan dari relasi HallPetch dan dikenal dengan kebalikan relasi Hall-Petch. Hal ini disebabkan karena adanya peristiwa grain boundary sliding antara permukaan butir sehingga kekerasan menjadi menurun. Untuk menyiasati keadaan ini, Veprek et al [5][6][7] membuat disain baru nanokomposit yaitu menambahkan fase amorf di antara kristal-kristal polikristal sehingga terjadinya grain boundary sliding dapat dicegah dan kekerasan dapat meningkat terus dan bahkan mencapai kekerasan intan [8] meskipun ukuran butir hanya beberapa nanometer (11 nm). Dalam paper ini akan ditunjukkan peran fase amorf dalam nanokomposit dalam meningkatkan kekerasan serta kesetabilan termal yang diamati dari tidak berubahnya konstanta kisi kristal TiN meskipun dianil sampai 800 o C. Hasil ini akan dibandingkan pula dengan sifat yang sesuai pada polikristal ZrN/Ni yaitu polikristal ZrN yang berbentuk paduan dengan menambahkan Ni di dalam kristalnya. Keywords EksperimentalLapisan tipis nc-TiN/a-Si 3 N 4 dibuat dengan teknik plasma CVD dengan parameter deposisi, laju aliran gas dan jalannya percobaan dapat diacu pada publikasi terdahulu [9][10].Penentuan jenis serta komposisi fase dilakukan dengan bantuan XRD (fase kristalin) dan XPS (fase total). Komposisi fase yang berbentuk amorf dapat diekstraksi dari kedua metode di atas.