[논문]High-temperature Oxidation of Nano-multilayered AlTiSiN Thin Films deposited on WC-based carbides

Hwang, Yeon Sang; Lee, Dong Bok

doi:10.14773/cst.2013.12.3.119

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Corrosion science and technology, v.12 no.3, 2013년, pp.119 - 124

Hwang, Yeon Sang (School of Advanced Materials Science and Engineering, Sungkyunkwan University) , Lee, Dong Bok (School of Advanced Materials Science and Engineering, Sungkyunkwan University)

Abstract ▼ AI-Helper

Nano-multilayered, crystalline AlTiSiN thin films were deposited on WC-TiC-Co substrates by the cathodic arc plasma deposition. The deposited film consisted of wurtzite-type AlN, NaCl-type TiN, and tetragonal $Ti_2N$ phases. Their oxidation characteristics were studied at 800 and $900^{\circ}C$ for up to 20 h in air. The WC-TiC-Co oxidized fast with large weight gains. By contrast, the AlTiSiN film displayed superior oxidation resistance, due mainly to formation of the ${\alpha}-Al_2O_3$-rich surface oxide layer, below which an ($Al_2O_3$, $TiO_2$, $SiO_2$)-intermixed scale existed. Their oxidation progressed primarily by the outward diffusion of nitrogen, combined with the inward transport of oxygen that gradually reacted with Al, Ti, and Si in the film.

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문제 정의

In this study, the oxidation behavior of nano-multilayered AlTiSiN thin films was examined at 800 and 900oC in air. This study aims to study the oxidation kinetics, oxidation mechanism and microstructure of nano-multilayered AlTiSiN thin films. The oxidation mechanism of (Ti, Al, Si)N films under various conditions still needs to be understood further, because the oxidation behavior of the films depends sensitively on the deposition method and deposition parameters, which affect their crystallinity, composition, stoichiometry, thickness, surface roughness, grain size and orientation.

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