Elaboration of magnetron deposition conditions of TiN/Si3N4 nanocomposite coatings

The TiN/Si3N4 coatings were deposited by reactive single target magnetron sputtering. The TiSi10 and TiSi6 targets were prepared from titanium and silicon elemental powders. The transmission electron microscopy helped to confirm the nanocomposite nanocrystalline TIN/ amorphous Si3N4 microstructure of coatings. The experiments helped to determine the critical coatings thickness at close to 1 žm. The micro-hardness of such coatings deposited on high speed steel was estimated at 11.9 - 13 GPa and characterized by critical loading in the range of 13 - 14 N. The measurements of chemical compositions of coatings showed that the ratio of silicon to titanium was at least twice as high as those in the targets, what might have lowered the coatings mechanical properties.

Powłoki TiN/Si3N4 naniesiono techniką rozpylania magnetronowego przy użyciu targetu o składzie TiSi10 lub TiSi6 (% at.). Targety te zostały przygotowane na drodze spiekania na gorąco proszków krzemu i tytanu. Analizę mikrostruktury nanokompozytowych nanokrystalicznych powłok TiN/Si3N4 o krytycznej grubości delaminacji zbliżonej do l žm, przeprowadzono przy użyciu mikroskopu transmisyjnego. Mikrotwardość powłok na podłożu ze stali szybkotnącej określono na poziomie 11.9 - 13 GPa. Analiza składu chemicznego powłok wykonana techniką EDS wykazała, że stosunek zawartości krzemu do tytanu jest dwa razy większy niż w targetach, co może stanowić przyczynę ich niższej od oczekiwań twardości.