| Journal: | Dyna (Medellín) |
| Database: | |
| System number: | 000544128 |
| ISSN: | 0012-7353 |
| Authors: | OLAYA, JHON1 MARULANDA, DIANA1 RODIL, SANDRA2 |
| Institutions: | 1Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica, 2Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Investigaciones en Materiales, |
| Year: | 2010 |
| Season: | Dic |
| Volumen: | 77 |
| Number: | 164 |
| Pages: | 60-68 |
| Country: | Colombia |
| Language: | Español |
| Spanish abstract | El objetivo de esta investigación es estudiar la influencia de la configuración del campo magnético sobre los parámetros del plasma y algunas propiedades de recubrimientos de TaN, TiN, NbN, ZrN y CrN producidos con un sistema de sputtering con magnetrón desbalanceado (UBM). Este sistema permite modificar la densidad de corriente iónica y la energía de los iones que llegan al substrato por medio de la variación en la configuración del campo magnético sin modificar otras condiciones del depósito. Las diferentes configuraciones del campo magnético se cuantificaron a través del coeficiente de desbalance, K G, el cual es proporcional a la posición del punto de campo cero del magnetrón. El efecto más importante del aumento del bombardeo iónico al variar la configuración del campo magnético se observó en la microestructura de las películas, particularmente en la orientación preferencial. Usando la configuración K G = 1.3, se observó la orientación preferencial 200 en todos los recubrimientos. Sin embargo, cuando K G = 0.85 la respuesta fue diferente para cada material. Otra consecuencia del aumento del bombardeo iónico fue el aumento de los esfuerzos residuales de compresión que resultó mayor para las películas de TaN, mientras que en las películas de CrN se obtuvo la menor concentración de esfuerzos. Las durezas más altas se observaron en las películas de TaN, NbN y ZrN, la mejor resistencia a la corrosión en las películas de ZrN y la mejor resistencia al desgaste en las películas de NbN. |
| English abstract | The aim of this research is to study the influence of the magnetic field configuration on the plasma parameters and other TaN, TiN, NbN, ZrN and CrN coating properties produced by the Unbalanced Magnetron Sputtering system (UBM). This system allows modifying de ionic current density and the energy of the ions that arrive at the substrate, through the variation in the magnetic field configuration without modifying other deposition conditions. The different configurations of the magnetic field were quantified through the unbalance coefficient, K G, which is proportional to the position in the magnetron zero field. The most important effect of the increase of the ionic bombarding when varying the magnetic field configuration was observed on film microstructure, particularly on preferred orientation. 200 preferred orientation was observed in all coatings when using K G = 1.3 configuration. However, for K G = 0.85 the answer was different for each material. Another consequence of increasing ionic bombarding was the compressive residual stress increase which resulted higher for TaN films as CrN films presented the lower stress concentration. Higher hardness was observed for TaN, NbN and ZrN films, ZrN films had higher corrosion resistance, and NbN films presented higher wear resistance. |
| Keyword: | Sputtering con magnetron desbalanceado, UBM, Nitruros metálicos, Recubrimientos duros |
| Keyword: | Unbalanced Magnetron Sputtering, UBM, Metal nitrides, Hard coatings |
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