Mechanické vlastnosti tenkých vrstev připravených metodou reaktivního magnetronového naprašování

Mgr. Lukáš Zábranský, Ph.D.

Bachelor's thesis

Mechanical properties of thin films prepared using reactive magnetron sputtering

Abstract:

Hlavním cílem této práce je studovat nanoindentační metodou složení nanokompozitních titan-karbidových vrstev a pomocí vhodného modelu odseparovat mechanické vlastnosti vrstev od vlastností substrátu. Tyto vrstvy byly připraveny procesem magnetronového naprašování v atmosféře s příměsí reaktivního acetylenu. V první části jsou rozebrány základní fyzikální principy naprašování a analýzy pomocí nanoindentační metody. Druhá část zahrnuje popis metod použitých pro analýzu struktury vzorku a diskuzi výsledků. Tloušťku a strukturu vrstvy jsme studovali pomocí kalotestu a analýzy SEM. Kulové vrchlíky vzniklé abrazí vzorku během kalotestu byly studovány nanoindentačními vtisky. Použili jsme modely pro separaci tvrdosti vrstvy od substrátu a od ostatních vrstev. Prokázali jsme, že bez detailních znalostí vnitřní struktury vrstvy je obtížné určit její tvrdost.

Abstract:

The main goal of this work is to study the structure of nanocomposite titan-carbide coatings using nanoindentation method and to separate the mechanical properties of coatings from a substrate using a suitable model. These coatings were prepared by the magnetron sputtering process in an atmosphere containing reactive acethylen. The basic physical principles of sputtering and analyzis using a nanoindentation method are presented in a first section. The second section contains the description of methods used to analyse the structure of sample and the discussion of results. We used calotest and SEM analysis to study the strukture and thickness of the coating. The spherical segments (craters) created during abrasion of the sample using calotest were studied by nanoindentations. We used models to separate hardness of coating from an influence of substrate and another layers. We proved that it’s difficult to calculate the hardness of the coating without detailed knowledge of its inner structure.

Keywords

tenká vrstva, mechanické vlastnosti, magnetronové naprašování, nanoindentační test, thin film, mechanical properties, magnetron sputtering, nanoindentation test

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 5. 2010

Thesis defence

• Date of defence: 2. 7. 2010
• Supervisor: doc. RNDr. Vilma Buršíková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Physics / Physics