حسن علم خواه - دانشگاه بوعلی سینا / استادیار
امیر عبداله زاده - دانشگاه تربیت مدرس / استاد
فرزاد محبوبی - دانشگاه امیرکبیر / استاد
سامان خادم جعفری - دانشگاه تربیت مدرس / دانشجوی کارشناسی ارشد

هدف از این مقاله، ایجاد پوشش نانوساختار سخت نیترید تیتانیم-آلومینیوم (TiAlN) با استفاده از روش رسوب گذاری شیمیایی از فاز بخار به کمک پلاسما (PACVD) و مقایسه خواص آن با خواص پوشش نانوساختار نیترید تیتانیم (TiN) میباشد. ابتدا برای بهبود چسبندگی پوشش TiAlN بر زیرلایه فولادی H11، فرایند نیتروژن دهی پلاسمایی به مدت چهار ساعت و سپس پوششدهی میانلایه TiN به مدت یکساعت اعمال شد. هر دو پوشش نانوساختار TiN و TiAlN با استفاده از دستگاه PACVD جریان مستقیم پالسی در بسامد، زمان لایه نشانی، دما و جریان ثابت به ترتیب در 10 کیلوهرتز، 210 دقیقه، 485 درجه سانتی-گراد و 5 آمپر انجام شد. برای پوشش TiAlN ترکیب گازهای نیتروژن، هیدروژن و آرگون به ترتیب 50، 400 و sccm 150 و ترکیب مواد پیش ماده TiCl4 و AlCl3 به ترتیب 12 و sccm 24 در نظر گرفته شدند. برای مقایسه خواص، پوشش دیگر TiN با شرایط فوق بر نمونه دیگر اعمال شد. برای ارزیابی پوشش از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (FE-SEM)، پراش پرتوایکس (XRD) و ریزسختی سنجی ویکرز مورداستفاده قرار گرفت. نتایج دلالت میکند که به دلیل تشکیل محلول جامد آلومینیوم در ترکیب (TiAl)N، خواص مکانیکی پوشش نانوساختار TiAlN بهمراتب بهتر از پوشش TiN میباشد. این بهبود خواص مکانیکی پوشش با دو پدیدهی اثر اندازه دانه نانومقیاس و اثر ضریب بافت بلوری قابل توجیه میباشد

پوشش نانوساختار TiAlN، فرایند رسوبگذاری شیمیایی از فاز بخار به کمک پلاسما (PACVD)، محلول جامد