Skip to main content
Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 6/2021

22.03.2021 | Original Research Article

Buckling-Induced Delamination of TiN Film on Stainless Steel in the Presence of Stress Concentration

verfasst von: K. Jagannadham

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 6/2021

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

TiN coating is provided by reactive magnetron coating on a 304 stainless steel sample with a notch introduced at the edge of the sample. The sample is subjected to a tensile stress close to that of yield strength of the stainless steel. Optical and scanning electron microscopy characterization showed the distribution of buckled and delaminated regions around the notch. The distribution of the size of the partially delaminated regions of the film on the substrate is determined by transient thermo-reflectance. The stress field due to the notch is represented by that of a circular hole present at the tip and the variation of compressive and shear strain as a function of radial and angular coordinates is determined. The distribution of buckled and delaminated regions is found to follow the compressive strain variation around the notch. The size of the partially delaminated film is found to be larger near the notch and decreased with distance from the notch. The results illustrate that structures with regions of stress concentration should not be provided with brittle protective coatings that will delaminate.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
2.
Zurück zum Zitat [2]. J. Andersons, S. Tarasovs and Y. Letterier, Thin Solid Films, 2009, vol. 517, pp. 2007-2011.CrossRef [2]. J. Andersons, S. Tarasovs and Y. Letterier, Thin Solid Films, 2009, vol. 517, pp. 2007-2011.CrossRef
3.
Zurück zum Zitat [3]. S. V. Hainsworth, M. R. McGurk and T. F. Page, Surf. Coat. Technol., 1998, vol. 102, pp. 97-107.CrossRef [3]. S. V. Hainsworth, M. R. McGurk and T. F. Page, Surf. Coat. Technol., 1998, vol. 102, pp. 97-107.CrossRef
4.
Zurück zum Zitat [4]. V. Derflinger, H. Braendle and H. Zimmerman, Surf. Coat. Technol., 1999, vol. 113, pp. 286-292.CrossRef [4]. V. Derflinger, H. Braendle and H. Zimmerman, Surf. Coat. Technol., 1999, vol. 113, pp. 286-292.CrossRef
5.
Zurück zum Zitat [5]. H. J. Kim, M. W. Moon, D. I. Kim, K. R. Lee and K. H. Oh, Scripta Mater., 2007, vol. 57, pp. 1016-1019.CrossRef [5]. H. J. Kim, M. W. Moon, D. I. Kim, K. R. Lee and K. H. Oh, Scripta Mater., 2007, vol. 57, pp. 1016-1019.CrossRef
6.
Zurück zum Zitat [6]. G. Dehm, M. Ruhle, H. D. Conway and R. Raj, Acta Mater., 1997, vol. 45, pp. 489-499.CrossRef [6]. G. Dehm, M. Ruhle, H. D. Conway and R. Raj, Acta Mater., 1997, vol. 45, pp. 489-499.CrossRef
7.
Zurück zum Zitat [7]. D. Y. W. Yu and F. Spaepen, J. Appl. Phys., 2004, vol. 95, pp. 2991-2997.CrossRef [7]. D. Y. W. Yu and F. Spaepen, J. Appl. Phys., 2004, vol. 95, pp. 2991-2997.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat [8]. S. Frank, U. A. Handge, S. Olliges and R. Spolenak, Acta Mater., 2009, vol. 57, p. 1442-1453.CrossRef [8]. S. Frank, U. A. Handge, S. Olliges and R. Spolenak, Acta Mater., 2009, vol. 57, p. 1442-1453.CrossRef
9.
Zurück zum Zitat [9]. M. J. Cordill, A. Taylor, J. Schalko and G. Dehm, Metal Mater. Trans. A, 2010, vol. 41A, pp. 870-875.CrossRef [9]. M. J. Cordill, A. Taylor, J. Schalko and G. Dehm, Metal Mater. Trans. A, 2010, vol. 41A, pp. 870-875.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat [10]. M. J. Cordill, F. D. Fischer, F. G. Rammerstorfer and G. Dehm, Acta Mater., 2010, vol. 58, pp. 5520-5531.CrossRef [10]. M. J. Cordill, F. D. Fischer, F. G. Rammerstorfer and G. Dehm, Acta Mater., 2010, vol. 58, pp. 5520-5531.CrossRef
11.
Zurück zum Zitat [11]. M. W. Moon, K. R. Lee, K. H. Oh and J. W. Hutchinson, Acta Mater., 2004, vol. 52, pp. 3151-3159.CrossRef [11]. M. W. Moon, K. R. Lee, K. H. Oh and J. W. Hutchinson, Acta Mater., 2004, vol. 52, pp. 3151-3159.CrossRef
12.
Zurück zum Zitat [12]. J. W. Hutchinson and Z. Suo, Adv. Appl. Mech., 1992, vol. 29, pp. 63-191.CrossRef [12]. J. W. Hutchinson and Z. Suo, Adv. Appl. Mech., 1992, vol. 29, pp. 63-191.CrossRef
13.
Zurück zum Zitat [13]. K. Jagannadham, Metall. Mat. Trans., 2015, vol. 46, pp. 229-234.CrossRef [13]. K. Jagannadham, Metall. Mat. Trans., 2015, vol. 46, pp. 229-234.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat K. Jagannadham, Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process., 2018, vol. 124, pp. 553-1-9. K. Jagannadham, Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process., 2018, vol. 124, pp. 553-1-9.
15.
Zurück zum Zitat [15]. J. R. Hutchinson and C. M. Percival, J. Acoust. Soc. America, 1968, vol. 44, pp. 1204-1210.CrossRef [15]. J. R. Hutchinson and C. M. Percival, J. Acoust. Soc. America, 1968, vol. 44, pp. 1204-1210.CrossRef
16.
Zurück zum Zitat [16]. N. Yana, S. Srivastava, A. K. Gupta and Y. Srivastava, Open Journal of Physics, v. 1, p.11-14, 2014. [16]. N. Yana, S. Srivastava, A. K. Gupta and Y. Srivastava, Open Journal of Physics, v. 1, p.11-14, 2014.
17.
Zurück zum Zitat [17]. S. Timoshenko and J. N. Goodier, Theory of Elasticity, p. 78, International Student Edition, McGraw-Hill, New York, 1951. [17]. S. Timoshenko and J. N. Goodier, Theory of Elasticity, p. 78, International Student Edition, McGraw-Hill, New York, 1951.
18.
Zurück zum Zitat [18]. H. Windischmann, Crit. Rev. Solid State Mater. Sci., 1992, vol. 17, pp. 547-596.CrossRef [18]. H. Windischmann, Crit. Rev. Solid State Mater. Sci., 1992, vol. 17, pp. 547-596.CrossRef
19.
Zurück zum Zitat [19]. C.Mendibide, P.Steyer, J.Fontaine, P.Goudeau, Surf. Coat. Technol., 2006, vol. 201, pp. 4119-4124.CrossRef [19]. C.Mendibide, P.Steyer, J.Fontaine, P.Goudeau, Surf. Coat. Technol., 2006, vol. 201, pp. 4119-4124.CrossRef
Metadaten
Titel
Buckling-Induced Delamination of TiN Film on Stainless Steel in the Presence of Stress Concentration
verfasst von
K. Jagannadham
Publikationsdatum
22.03.2021
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 6/2021
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-021-06228-2

Weitere Artikel der Ausgabe 6/2021

Metallurgical and Materials Transactions A 6/2021 Zur Ausgabe

Topical Collection: Innovations in High-Entropy Alloys and Bulk Metallic Glasses

Order and Disorder in Amorphous and High-Entropy Materials

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.