D.a. Manyetik Alanda Sıçratma Yöntemi İle Tungsten Karbür İnce Filmlerin Üretimi Ve Karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada doğru akım manyetik alanda sıçratma yöntemi ile argon atmosferinde, yüksek hız çeliği ve silisyum (100) plakaları üzerine tungsten karbür ince filmler biriktirilmiştir. Sıçratma işleminde %7 oranında bağlayıcı olarak kobalt içeren sinterlenmiş tungsten karbür (WC-Co) hedef malzeme kullanılmıştır. Filmler aynı sürelerde farklı bias voltajı değerlerinde ve farklı sıcaklıklarda biriktirilmiştir. Oda sıcaklığında ve 250⁰C’de biriktirme işlemleri gerçekleştirilmiş, bias voltajı değerleri 0-200V aralığında arttırılarak filmlerin özellikleri değiştirilmiştir. Böylelikle bias voltajı ve biriktirme sıcaklığı gibi parametrelerin film özelliklerine etkisi gözlenmiştir. Filmlerin kalınlık ve mikroyapılarının tespiti için SEM analizleri gerçekleştirilmiş, kimyasal bileşimleri ise EPMA ile tespit edilmiştir. XRD cihazı ile filmlerin faz analizi gerçekleştirilmiştir. Mekanik özellikleri ise nanoindentasyon ve aşınma testleriyle analiz edilmiştir. Artan bias ve sıcaklık değerlerinin etkisiyle kaplamaların mekanik ve tribolojik özelliklerinin önemli oranda iyileştiği gözlenmiştir.

In this study, tungsten carbide thin films were deposited on high speed steel and Si (100) substrates by DC magnetron sputtering of tungsten carbide target having 7% cobalt as binding material. The properties of the coatings have been modified by the change in the bias voltage from 0V to 200V and by the deposition temperature from room temperature to 250⁰C. The morphology and thickness of the films were determined from the cross-sectional SEM images. The chemical composition of the film was determined by EPMA. XRD has been used for the phase analyses. Nanoindentation and wear tests were carried out to determine the mechanical properties of the films. The results of the analyses provided key information about the relationship between the deposition parameters and the microstructural and mechanical properties of WC films.