Últimos hallazgos sobre la tenacidad a la rotura de películas finas de Ti-Si-N

Los ensayos realizados en el laboratorio Christian Doppler de la Universidad de Tecnología de Viena estudiaron la tenacidad a la rotura de los recubrimientos de Ti-Si-N producidos con cátodos de Ti-TiSi2 de Plansee Composite Materials GmbH.

Las películas finas de nanocompuestos son un tipo especial de recubrimiento duro con atractivas propiedades mecánicas, como sus elevados valores de dureza y resistencia. Las nanoestructuras autoorganizadas suelen estar compuestas de un nitruro metálico de transición nanocristalino, integrado en una fase de nitruro covalente amorfo. Uno de los sistemas que se investiga con más frecuencia en este contexto es el nitruro de titanio silicio (Ti-Si-N). A pesar de que la elevada dureza de estos tipos de recubrimiento se ha analizado ampliamente en numerosos estudios, poco se conoce sobre su tenacidad a la rotura, es decir, la resistencia del material frente a la propagación de grietas ya existentes. Ahora, Plansee ha determinado los valores cuantitativos de la tenacidad a la rotura de los recubrimientos Ti-Si-N a partir de ensayos micromecánicos con microscopio electrónico de barrido realizados en colaboración con Oerlikon Surface Solutions AG y el Instituto de Ciencia y Tecnología de Materiales de la Universidad de Tecnología de Viena. Los autores demuestran la relación entre la tenacidad a la rotura y la fase de composición y microestructura de los recubrimientos Ti-Si-N producidos mediante cátodos Ti-TiSi2 especiales de Plansee Composite Materials GmbH. Plansee fabrica cátodos Ti-Si pulvimetalúrgicos para una gran parte de los compuestos con más demanda. De este modo, es posible controlar las propiedades de los recubrimientos depositados en el proceso PVD al añadir el contenido de silicio adecuado en los cátodos (hasta un 30 at. %) y, como consecuencia, también en los propios recubrimientos.

Los autores M. Bartosik, R. Hahn, Z. L. Zhang, I. Ivanov, M. Arndt, P. Polcik y P. H. Mayrhofer han publicado información acerca de los resultados de la investigación en un artículo titulado «Tenacidad a la rotura de películas finas de Ti-Si-N» en la Revista Internacional de Metales Refractarios y Materiales Duros.

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