The adhesion and tribological properties of c-BN films deposited by high power impulse magnetron sputtering

No Thumbnail Available

Date

2019

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Elsevier Sci Ltd

Open Access Color

OpenAIRE Downloads

OpenAIRE Views

Research Projects

Organizational Units

Organizational Unit
Department of Metallurgical and Materials Engineering
Metalurji ve Malzeme Mühendisliğinin alanı çok geniştir ve temel olarak metaller, seramikler, polimerler ve bu üç malzemenin birlikte oluşturdukları kompozit malzemelerin üretimlerini, şekillendirilmelerini, işlemlerini, karakterizasyonlarını ve kullanımlarındaki davranışlarını kapsar. Yüksek Lisans programımızda amacımız, öğrencilerimizin bu konulardan bir veya birkaçında kapsamlı ve derin bir kuramsal ve uygulamalı bilgi birikimine sahip olmaları ve bilgiye ulaşma, ulaşılan bilgileri değerlendirme, deney tasarlama, deney sonuçlarını analiz etme ve raporlama yeteneklerini kazanmalarıdır. Web sayfamızda yer alan bilgilerden de görülebileceği gibi modern cihaz ve ekipmanla donatılmış güçlü laboratuvar altyapımız çok farklı konularda araştırma yapılmasını olanaklı kılmaktadır. Yüksek Lisans müfredatımızda Malzemelerin İleri Termodinamiği, Malzeme Mühendisliğinde Matematiksel Yöntemler ve Malzeme-Süreç Seçimi ve Tasarım Problemleri isimli üç zorunlu ders yer almaktadır. Tezli Yüksek Lisans programımız bu zorunlu derslerin yanında zorunlu olan Seminer, Yüksek Lisans Tezi ve dört teknik seçmeli dersten, Tezsiz Yüksek Lisans programımız ise zorunlu olan Bitirme Projesi ve 7 teknik seçmeli dersten oluşmaktadır. Teknik seçmeli dersler tez danışmanının onayı dâhilinde çok sayıdaki teknik seçmeli ders arasından seçilmektedir. Programımıza Metalurji ve Malzeme Mühendisliği mezunlarının yanısıra diğer Mühendislik Bölümleri ile Fizik, Kimya vb. bölümlerin mezunları da kabul edilebilmektedir. Bu bölümlerden mezun olan adayların, her birinin akademik ve profesyonel birikimlerine göre belirlenecek bir bilimsel hazırlık programını tamamlamaları gerekmektedir.

Journal Issue

Abstract

Nitride based films are very important for industrial applications due to their mechanical and tribological properties. Among the nitride based films, c-BN films have superior properties. But, the adhesion properties of c-BN films deposited using magnetron sputtering with different power sources are inadequate generally. Recently, High Power Impulse Magnetron Sputtering (HiPIMS) power sources have been used to increase the adhesion of coatings and there is no open literature about c-BN deposited using HiPIMS. From this point, c-BN films were coated on 4140 steels using HiPIMS with closed-field unbalanced magnetron sputtering (CFUBMS). In the process, two B4C, two Ti targets and Ar + N-2 gas mixture were used to synthesize c-BN films. The amount of N-2 was altered as 2.5, 3.5 and 4.5sccm. The characteristic properties of c-BN films were analyzed using SEM, XRD and FT-IR. The mechanical properties were tested using a microhardness and scratch testers. The tribological properties were performed by a pin-on-disc tribotester under atmosphere, argon, and oil test conditions. The results showed that the properties of c-BN films deposited by HiPIMS are interesting. The hardness values were obtained above 36 GPa and the maximum critical load was reached to 80 N. Also, the minimum CoFs were observed as expected from the oil condition, in that case, the lowest CoF (mu congruent to 0.06) was noted from the hardest coating.

Description

Durkaya, Goksel/0000-0003-3962-2096

Keywords

c-BN, HiPIMS, Adhesion, Friction

Turkish CoHE Thesis Center URL

Fields of Science

Citation

5

WoS Q

Q1

Scopus Q

Source

Volume

45

Issue

3

Start Page

3000

End Page

3006

Collections