Skip to main content
Erschienen in: Metals and Materials International 1/2019

27.07.2018

Characterization and Property Evaluation of Ti-Based Target Materials and Their Nitride Nano-composites Coating Layers

verfasst von: Jeong-Han Lee, Hyun-Kuk Park, Jun-Ho Jang, Ik-Hyun Oh

Erschienen in: Metals and Materials International | Ausgabe 1/2019

Einloggen

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

search-config
loading …

Abstract

This study formed a hard TiAlSiWN coating layer using Ti, Al, Si and W raw powders that were mechanically alloyed and refined. The TiAlSi and TiAlSiW coating targets were fabricated using a pulse current activated sintering process in a short time with the optimal sintering conditions. The optimized sintering condition was obtained by controlling process parameters such as temperature, pressure, heating rate and pulse ratio (on/off). The coating targets were successfully deposited on the WC substrate to form the TiAlSiN and TiAlSiWN nitride nano-composite structures by an arc ion plating process and also, their coating layers were compared according to the addition of W element. The microstructures of the nitride nano-composite coating layer were analyzed, focusing on the distribution of the crystalline phases, amorphous phases (Si3N4), and growth orientation of the columnar crystal depending on the addition of W element. The mechanical properties of the coating layers were exhibited a hardness of approximately 3000 kg/mm2 and adhesion of about 117.77 N in the TiAlSiN. In particular, the TiAlSiWN showed excellent properties with a hardness of more than 4300 kg/mm2 and an adhesion of about 181.47 N, respectively.

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.
Zurück zum Zitat W. Ji, B. Zou, S. Zhang, H. Xing, H. Yun, Y. Wang, J. Alloys Comp. 732, 25–31 (2018)CrossRef W. Ji, B. Zou, S. Zhang, H. Xing, H. Yun, Y. Wang, J. Alloys Comp. 732, 25–31 (2018)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat M. Stuber, H. Holleck, H. Leiste, K. Seemann, J. Alloys Comp. 483, 321–333 (2009)CrossRef M. Stuber, H. Holleck, H. Leiste, K. Seemann, J. Alloys Comp. 483, 321–333 (2009)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat T. Yang, Q. Wei, Y. Qi, Y. Wang, Y. Xie, J. Luo, Z. Yu, J. Alloys Comp. 639, 659–668 (2015)CrossRef T. Yang, Q. Wei, Y. Qi, Y. Wang, Y. Xie, J. Luo, Z. Yu, J. Alloys Comp. 639, 659–668 (2015)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat D. Yu, C. Wang, X. Cheng, F. Zhang, Appl. Surf. Sci. 255, 1865–1869 (2008)CrossRef D. Yu, C. Wang, X. Cheng, F. Zhang, Appl. Surf. Sci. 255, 1865–1869 (2008)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat M. Rahman, Z. Jiang, Z. Zhou, Z. Xie, C. Yin, H. Kabir, Md Haque, A. Amri, N. Mondinos, M. Altarawneh, J. Alloys Comp. 671, 254–266 (2016)CrossRef M. Rahman, Z. Jiang, Z. Zhou, Z. Xie, C. Yin, H. Kabir, Md Haque, A. Amri, N. Mondinos, M. Altarawneh, J. Alloys Comp. 671, 254–266 (2016)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat W. Lei, P. Liu, S. Zhao, K. Zhang, F. Ma, X. Liu, X. Chen, D. He, J. Alloys Comp. 691, 159–164 (2017)CrossRef W. Lei, P. Liu, S. Zhao, K. Zhang, F. Ma, X. Liu, X. Chen, D. He, J. Alloys Comp. 691, 159–164 (2017)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat H. Elmkhah, T. Zhang, A. Abdollar-zadeh, K.H. Kim, F. Mahboubi, J. Alloys Comp. 688, 820–827 (2016)CrossRef H. Elmkhah, T. Zhang, A. Abdollar-zadeh, K.H. Kim, F. Mahboubi, J. Alloys Comp. 688, 820–827 (2016)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat M. Yasuoka, P. Wang, R. Murakami, Surf. Coat. Technol. 206, 2168–2172 (2012)CrossRef M. Yasuoka, P. Wang, R. Murakami, Surf. Coat. Technol. 206, 2168–2172 (2012)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat W. Ji, B. Zou, S. Zhang, H. Xing, H. Yun, Y. Wang, J. Alloys Comp. 73, 225–231 (2017) W. Ji, B. Zou, S. Zhang, H. Xing, H. Yun, Y. Wang, J. Alloys Comp. 73, 225–231 (2017)
10.
11.
Zurück zum Zitat S. Carvalho, L. Rebouta, A. Cavaleiro, L.A. Rocha, J. Gomes, E. Alves, Thin Solid Films 398, 391–396 (2001)CrossRef S. Carvalho, L. Rebouta, A. Cavaleiro, L.A. Rocha, J. Gomes, E. Alves, Thin Solid Films 398, 391–396 (2001)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat J.B. Zhou, K.P. Rao, C.Y. Chung, J. Mater. Proc. Technol. 139, 434–439 (2003)CrossRef J.B. Zhou, K.P. Rao, C.Y. Chung, J. Mater. Proc. Technol. 139, 434–439 (2003)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat L. Xue-wen, S. Hong-fei, F. Wen-bin, D. Yong-feng, Trans. Nonferrous Met. Soc. China 21, 338–341 (2011)CrossRef L. Xue-wen, S. Hong-fei, F. Wen-bin, D. Yong-feng, Trans. Nonferrous Met. Soc. China 21, 338–341 (2011)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat H.C. Barshilia, M. Ghosh, R.Ramakrishna Shashidhara, K.S. Rajam, Appl. Surf. Sci. 256, 6420–6426 (2010)CrossRef H.C. Barshilia, M. Ghosh, R.Ramakrishna Shashidhara, K.S. Rajam, Appl. Surf. Sci. 256, 6420–6426 (2010)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat D. Philippon, V. Godinho, P.M. Nagy, M.P. Delplancke-Ogletree, A. Fernandez, Wear 270, 541–549 (2011)CrossRef D. Philippon, V. Godinho, P.M. Nagy, M.P. Delplancke-Ogletree, A. Fernandez, Wear 270, 541–549 (2011)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat J.E. Greene, S.A. Barnett, J.E. Sundgren, A. Rockett, T. Itoh (eds.), J. ITOH, Elsevoier, Amstardam (1989) J.E. Greene, S.A. Barnett, J.E. Sundgren, A. Rockett, T. Itoh (eds.), J. ITOH, Elsevoier, Amstardam (1989)
18.
Zurück zum Zitat D.V. Shtansky, A.N. Sheveiko, M.I. Petrzhik, F.V. Kiryukhantsev-Korneev, E.A. Levashov, A. Leyland, A.L. Yerokhin, A. Matthews, Surf. Coat. Technol. 200, 208–212 (2005)CrossRef D.V. Shtansky, A.N. Sheveiko, M.I. Petrzhik, F.V. Kiryukhantsev-Korneev, E.A. Levashov, A. Leyland, A.L. Yerokhin, A. Matthews, Surf. Coat. Technol. 200, 208–212 (2005)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Y. Sakamoto, M. Waki, US Patent 8586214 (2013) Y. Sakamoto, M. Waki, US Patent 8586214 (2013)
20.
Zurück zum Zitat M. Waki, M. Hasegawa, US Patent 8945251 (2015) M. Waki, M. Hasegawa, US Patent 8945251 (2015)
22.
Zurück zum Zitat M. Rahimian, N. Ehsani, N. Parvin, H. Reza Baharvandi, J. Mater. Proc. Technol. 209, 5387–5393 (2009)CrossRef M. Rahimian, N. Ehsani, N. Parvin, H. Reza Baharvandi, J. Mater. Proc. Technol. 209, 5387–5393 (2009)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Y. Li, Q.F. Gu, Q. Luo, Y. Pang, S.L. Chen, K.C. Chou, X.L. Wang, Q. Li, Mater. Des. 102, 78–90 (2016)CrossRef Y. Li, Q.F. Gu, Q. Luo, Y. Pang, S.L. Chen, K.C. Chou, X.L. Wang, Q. Li, Mater. Des. 102, 78–90 (2016)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat M. Gharbi, P. Peyre, C. Gornt, M. Carin, S. Morvile, P.L. Masson, D. Carron, R. Fabbro, J. Mater. Proc. Technol. 213, 791–800 (2013)CrossRef M. Gharbi, P. Peyre, C. Gornt, M. Carin, S. Morvile, P.L. Masson, D. Carron, R. Fabbro, J. Mater. Proc. Technol. 213, 791–800 (2013)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat D.M. Fronczek, J. Wojewoda-Budka, R. Chulist, A. Sypien, A. Korneva, Z. Szulc, N. Schell, P. Zieba, Mater. Des. 91, 80–89 (2016)CrossRef D.M. Fronczek, J. Wojewoda-Budka, R. Chulist, A. Sypien, A. Korneva, Z. Szulc, N. Schell, P. Zieba, Mater. Des. 91, 80–89 (2016)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat K. Kutschej, P.H. Mayrhofer, M. Kathrein, P. Policik, R. Tessadri, C. Mitterer, Surf. Coat. Technol. 200, 2358–2365 (2005)CrossRef K. Kutschej, P.H. Mayrhofer, M. Kathrein, P. Policik, R. Tessadri, C. Mitterer, Surf. Coat. Technol. 200, 2358–2365 (2005)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat M. Zhou, Y. Makino, M. Noose, K. Nogi, Thin Solid Films 339, 203 (1999)CrossRef M. Zhou, Y. Makino, M. Noose, K. Nogi, Thin Solid Films 339, 203 (1999)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat A. Buranawong, S. Chaiyakhun, P. Limsuwan, Adv. Mater. Res. 93, 340–343 (2010)CrossRef A. Buranawong, S. Chaiyakhun, P. Limsuwan, Adv. Mater. Res. 93, 340–343 (2010)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat S.I. Wright, M.M. Nowell, Microsc. Soc. Am. 8, 682–683 (2002) S.I. Wright, M.M. Nowell, Microsc. Soc. Am. 8, 682–683 (2002)
32.
Zurück zum Zitat A.R. Stokes, A.J.C. Wilson, Proc. Camb. Philos. Soc. 40, 197–198 (1944)CrossRef A.R. Stokes, A.J.C. Wilson, Proc. Camb. Philos. Soc. 40, 197–198 (1944)CrossRef
Metadaten
Titel
Characterization and Property Evaluation of Ti-Based Target Materials and Their Nitride Nano-composites Coating Layers
verfasst von
Jeong-Han Lee
Hyun-Kuk Park
Jun-Ho Jang
Ik-Hyun Oh
Publikationsdatum
27.07.2018
Verlag
The Korean Institute of Metals and Materials
Erschienen in
Metals and Materials International / Ausgabe 1/2019
Print ISSN: 1598-9623
Elektronische ISSN: 2005-4149
DOI
https://doi.org/10.1007/s12540-018-0165-9

Weitere Artikel der Ausgabe 1/2019

Metals and Materials International 1/2019 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

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