[논문]Adhesion and hardness of compositionally gradient TiO2/Ti/TiN, ZrO2/Zr/ZrN, and TiO2/Ti/Zr/ZrN coatings

doi:10.1016/S0040-6090(98)01134-1

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Adhesion and hardness of compositionally gradient TiO2/Ti/TiN, ZrO2/Zr/ZrN, and TiO2/Ti/Zr/ZrN coatings

Thin solid films, v.334 no.1/2, 1998년, pp.151 - 155

Kusano, Eiji (Corresponding author. Tel.: +81 76 2749257) , Kitagawa, Masaru (fax: +81 76 2749251) , Kuroda, Yasunobu (e-mail: kusano@neptune.kanazawa-it.ac.jp) , Nanto, Hidehito , Kinbara, Akira

Abstract ▼ AI-Helper

AbstractA technique using compositionally gradient interlayers has been applied to TiO2/Ti/TiN, ZrO2/Zr/ZrN, and TiO2/Ti/Zr/ZrN multi-compositional coatings to enhance the adhesion of hard coatings to substrate. The coatings were prepared by dc reactive magnetron sputtering using a combination of a Zr or a Ti metal target and a pure Ar, an Ar-O2 mixture, or an Ar-N2 mixture discharge gas, onto a borosilicate glass substrate. Adhesion of coatings to the substrate was estimated by a scratch method. The hardness of coatings was measured by a nano-indentation method. Without an interface, ZrN coatings showed a very poor adhesion. By using glass/ZrO2/Zr or glass/TiO2/Ti compositionally gradient interface layers, the adhesion strength of ZrN coatings was enhanced to the adhesion strength almost equal to or higher than those of TiO2 or ZrO2 single layer coatings. From the results of internal stress evaluation, it was found that a high internal stress causes a poor adhesion of ZrN coatings. Hardness of coatings with a ZrN overlayer were 20 to 35 GPa and larger than those of coatings with a TiN overlayer. The increase in the hardness by inserting a compositionally gradient interface was observed in ZrO2/Zr/ZrN and TiO2/Ti/Zr/ZrN systems.

주제어

참고문헌 (14)

K. Holmberg, A. Matthews, Coatings Tribology, Elsevier, 1994, p. 189.
K. Holmberg, A. Matthews, Coatings Tribology, Elsevier, 1994, p. 241.
Surf. Coat. Technol. Harju 41 157 1990 10.1016/0257-8972(90)90164-8

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Surf. Coat. Technol. Chen 39/40 365 1989 10.1016/0257-8972(89)90069-8

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Thin Solid Films Peebles 173 19 1989 10.1016/0040-6090(89)90534-8

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Izv. Akad. Nauk SSSR Neorg. Mater. Frantsevich 3 6 1967
JCPDS Card, File Number 381420.
JCPDS Card, File Number 311493.
Surf. Coat. Technol. Rickerby 36 661 1988 10.1016/0257-8972(88)90007-2

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Surf. Coat. Technol. Budigier 36 675 1988 10.1016/0257-8972(88)90008-4

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Surf. Coat. Technol. Berg 74/75 135 1995 10.1016/0257-8972(95)08299-9

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Thin Solid Films Sproul 171 171 1989 10.1016/0040-6090(89)90042-4

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J. Vac. Sci. Technol. Elstner A12 476 1994 10.1116/1.579155

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Thin Solid Films Johansen 153 75 1987 10.1016/0040-6090(87)90171-4

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