حسن علم خواه

هدف از این مقاله، بررسی اثرات ولتاژ بایاس بر ریزساختار و ساختار بلوری پوشش نانوساختار نیترید تیتانیم-آلومینیوم (TiAlN) اعمال شده به روش کندوپاش مغناطیسی با توان بالای برانگیختگی (HIPIMS) و بررسی ارتباط آن با خواص مکانیکی پوشش می باشد. برای این منظور از ماده هدف Ti-Al (wt% 66:33Ti:Al =) و زیرلایه Si (111) و فولاد ضدزنگ 304 استفاده شد. فرایند لایه نشانی در دمای 300 درجه سانتی گراد، فشار 5 میلی تور و نسبت گازهای Ar:N2 به ترتیب 2:1 انجام شد. برای مطالعه اثر ولتاژ بایاس، چهار پوشش TiAlN مختلف در ولتاژهای بایاس 50، 100، 150 و 200 ولت اعمال شد. برای مشخصه یابی و ارزیابی خواص مکانیکی پوشش های نانوساختار TiAlN از دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروآنالیزگر الکترونی پروبی (EPMA)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (FE-SEM)، دستگاه نانودندانه گذاری (Nano-Indentation) و دستگاه لیزری اندازه گیری تنش پسماند، بهره گرفته شد. نتایج دلالت می کند که با افزایش ولتاژ بایاس، ترکیب شیمیایی پوشش دچار تغییر شده که احتمالا به دلیل پدیده کندوپاش ثانویه بر روی سطح می باشد. بنابراین با افزایش ولتاژ بایاس خواص مکانیکی پوشش از جمله سختی، مدول یانگ و شاخص مقاومت در برابر تغییر شکل پلاستیک (H3/E*2) تغییر می کند و حداکثر میزان آن در ولتاژ بایاس منفی 150 ولت بدست آمد.