کندوپاش مغناطیسی واکنشی پوشش نیترید تانتالوم بر روی زیرلایه فولاد زنگ نزن آستنیتی و بررسی اثر گاز نیتروژن ورودی بر ساختار و خواص پوشش

لایه نازک نیترید تانتالوم TaN به دلیل خواص عالی مکانیکی در دما بالا و مقاومت به سایش و خوردگی، کاربردهای بسیاری به صورت پوشش محافظ در صنایع مختلف از جمله صنایع میکروالکترونیک یافته است. در این پژوهش لایه نازک نیترید تانتالوم به روش کندوپاش مغناطیسی واکنشی ایجاد شده و با تغییر میزان نیتروژن در گاز ورودی به محفظه لایه نشانی، به عنوان یک پارامتر موثر بر لایه نشانی، پوشش های مختلف نیترید تانتالوم روی فولاد زنگ نزن ایجاد و با استفاده از آنالیز پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی، ساختار و ضخامت آنها بررسی شد. همچنین با استفاده از آزمون نانوسختی، سختی و مدول یانگ نمونه ها اندازه گیری شد. نتیجه به این صورت بود که با افزایش درصد نیتروژن در گاز ورودی از 15 % به 25 % به محفظه لایه نشانی، نیترید تانتالوم از ε-TaN با ساختار هگزاگونال به δ-TaN با ساختار fcc تغییر فاز می دهد. سختی لایه نازک از 17/5GPa به 8/92GPa و مدول یانگ از 180/74GPa به 128/9GPa کاهش می یابد. همچنین ضخامت لایه حاصل از 1/04 میکرومتر به 0/74 میکرومتر کاهش و اندازه دانه های کریستالی از 40nm به 63nm افزایش می یابد.

Keywords:

لایه نازک , نیترید تانتالوم , لایه نشانی کندوپاشی , نانو سختی