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Erschienen in: Journal of Materials Science 8/2008

01.04.2008

The effects of pre-implantation of steel substrates on the structural properties of TiN coatings

verfasst von: D. Peruško, M. Mitrić, V. Milinović, S. Petrović, M. Milosavljević

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 8/2008

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Abstract

We have studied the effects of nitrogen pre-implantation of AISI C1045 steel substrates on the microstructure and microhardness of deposited TiN coatings. The substrates were implanted at 40 keV, to the fluences from 5 × 1016 to 5 × 1017 ions/cm2, which was followed by deposition of 1.3-μm thick TiN coatings by reactive sputtering. Structural characterization of the samples was performed by standard and grazing incidence X-ray diffraction analysis, Rutherford backscattering spectroscopy and transmission electron microscopy. Microhardness was measured by the Vicker’s method. Nitrogen implantation up to 2 × 1017 ions/cm2 induces the formation of Fe2N phase in the near surface region of the substrates, which becomes more pronounced for higher fluences. Microstructure of the deposited TiN coatings shows a strong dependence on ion beam pre-treatment of the substrates. The layers grown on non-implanted substrates have a (200) TiN preferential orientation, and those grown on implanted substrates have (111) TiN preferential orientation. The change in preferred orientation of the layers is assigned to a developed surface topography of the substrates induced by ion implantation, and possible effects of distorted and altered crystalline structure at the surface. Ion implantation and deposition of TiN coatings induce an increase of microhardness of this low performance steel for more than eight times.

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Metadaten
Titel
The effects of pre-implantation of steel substrates on the structural properties of TiN coatings
verfasst von
D. Peruško
M. Mitrić
V. Milinović
S. Petrović
M. Milosavljević
Publikationsdatum
01.04.2008
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 8/2008
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-008-2477-5

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