نوید مارچین - دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان
فخرالدین اشرفی زاده - دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان
حسن جهدی - شرکت مهندسی سطح سوین پلاسما، شهرک علمی و تحقیقاتی اصفهان

ماکروذرات از رایج ترین مشخصه های پوشش های رسوب فیزیکی بخار قوس کاتدی به شمار می آیند که اثرات منفی و مخربی روی زبری سطح، خواص تریبولوژیکی و مقاومت به اکسیداسیون و خوردگی دارند. در پژوهش حاضر مشخصه یابی و ارزیابی ماکروذرات به وجود آمده در پوشش های سه جزئی TiSiN و چهار جزئی TiSiCN روی زیرلایه فولادی انجام شده است. آزمون های پراش پرتو ایکس نشان داد که پوشش های تولید شده دارای ساختاری کامپوزیتی بر اساس شبکه های کریستالی (Ti(C,N و TiN هستند. بررسی اندازه و توزیع ماکروذرات توسط زبری سنجی سطح، تصویربرداری میکروسکوپی الکترونی روبشی و گسیل میدانی و نرم افزار تصویری نشان داد که می توان ماکروذرات را به سه گروه ترکیبی، کروی و پهن شده تقسیم بندی کرد که بیشترین آنها از نوع کروی با اندازه میانگین 1 میکرومتر هستند. آزمون طیف سنجی توزیع انرژی نقطه ای روی سطح پوشش ها برای ارزیابی ترکیب شیمیایی ماکرو ذرات و ریشه یابی آنها انجام گرفت. نتایج نشان داد تشکیل ماکروذرات از تارگت تیتانیم- سیلیسیم، به دلیل جدایش نسبی و پایین بودن دمای ذوب Si نسبت به Ti، با افزایش سلیسیم نسبت به زمینه پوشش همراه است. مهمترین منشا به وجود آمدن این ذرات، ناهمگنی تارگت مورد استفاده همراه با تحرک قوس است. بنابراین پوشش TiSiCN به دلیل بیشتر بودن فشار بخار در حین پوشش دهی، دارای ماکروذرات بیشتر و در نتیجه زبری سطح بیشتری نسبت به پوشش TiSiN است.

پوشش، رسوب فیزیکی بخار، قوس کاتدی، ماکروذرات، پوشش نیتریدی