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Laser structured nitride and oxynitride coatings deposited by middle frequency magnetron sputtering
Author(s) -
Bobzin K.,
Brögelmann T.,
Kruppe N.C.,
Naderi M.
Publication year - 2019
Publication title -
materialwissenschaft und werkstofftechnik
Language(s) - German
Resource type - Journals
SCImago Journal Rank - 0.285
H-Index - 38
eISSN - 1521-4052
pISSN - 0933-5137
DOI - 10.1002/mawe.201800170
Subject(s) - chemistry , nitride , analytical chemistry (journal) , sputtering , nuclear chemistry , nanotechnology , materials science , thin film , layer (electronics) , chromatography
Im Rahmen dieser Untersuchungen galt es zu bestimmen, inwiefern die Variation der Laserstrahlparameter, wie z. B. Pulsenergie und Pulsanzahl, Einfluss auf die Eigenschaften von unbeschichteten Stahlsubstraten sowie von nitridischen und oxinitridischen Beschichtungen nimmt. Drei verschiedene Sauerstoff‐Gasflüsse j (O 2 ) = 10 sccm, j (O 2 ) = 15 sccm und j (O 2 ) = 20 sccm im Beschichtungsprozess und entsprechend drei verschiedene resultierende Beschichtungszusammensetzungen mit x j (O2) = 10 sccm = (39,8±4,2) Atom‐%, x j (O2) = 15 sccm = (31,6±1,4) Atom‐% und x j (O2) = 20 sccm = (58,4±6,0) Atom‐% wurden untersucht. Die Analyse der Strukturtiefe mittels konfokaler Laserscanningmikroskopie zeigte, dass mit steigender Pulsenergie und Pulsanzahl die Strukturtiefe erhöht wird. Die linienartigen Interferenzstrukturen mit konstanter Periodizität wurden mittels Rasterelektronenmikroskopie erfasst. Zusätzlich sind bei allen beschichteten Oberflächen in vertikaler Richtung laserinduzierte periodische Oberflächenstrukturen mit höherer räumlicher Frequenz und kleinerer Periodizität deutlicher zu beobachten. Bei der Beschichtung mit x j (O2) = 20 sccm = (58,4±6,0) Atom‐% entstehen nach der Laserstrukturierung an den Flanken der Interferenzstruktur Mikrorisse.