Вплив відстані мішень-підкладка на товщину і твердість тонких вуглецевих плівок на сталі SKD11 з використанням матеріалу мішені з акумуляторних вуглецевих стрижнів

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225376

Ключові слова:

відстань мішень-підкладка, сталь SKD11, напилення, твердість, товщина, тонкі вуглецеві плівки

Анотація

Тонкі вуглецеві плівки на сталі SKD11 осаджували методом плазмового напилення c частотою 40 кГц з використанням відпрацьованих акумуляторних вуглецевих стрижнів в аргоновій плазмі, досліджені їх механічні властивості при різних відстанях мішень-підкладка (1 см, 1,7 см, 2 см і 2,4 см). Використовувана потужність становить 340 Вт, час розрідження – 90 хвилин, витрата газу – 80 мл/хв. Час осадження вуглецю при плазмовому напиленні становить 120 хвилин при початковій температурі (температура під час вакууму) 28 °С і кінцевій температурі (температура після плазмового напилення) 300 °С. Значення твердості сталі SKD11, осадженої з тонкими вуглецевими плівками на SKD11 з відстанню мішень-підкладка вимірювали методом Віккерса. Вимірювання товщини тонких вуглецевих плівок на підкладці зі сталі SKD11 проводили з використанням оптичного мікроскопа Nikon 59520. За допомогою оптичного мікроскопа показаний якісний аналіз товщини тонких вуглецевих плівок на підкладці зі сталі SKD11 в масштабі 20 мкм. Якісно тонка плівка на відстані 1,7 см виглядає найбільш яскравою і товстою, ніж на інших відстанях. На підставі методу Віккерса і даних оптичного мікроскопа Nikon 59520 на відстані від 1 см до 1,7 см середня товщина і твердість збільшилися з 10,724 мкм (286,6 HV) до 13,332 мкм (335,9 HV). Крім того, при зміні відстані від 1,7 см до 2,4 см середня товщина і твердість продовжували зменшуватися з 13,332 мкм (335,9 HV) до 7,257 мкм (257,3 HV). Можливість переривання зіткнення атомів з атомами аргону в інертних умовах збільшується на великій відстані, що призводить до зменшення потоку осадження на підкладку зі сталі SKD11

Біографії авторів

Aladin Eko Purkuncoro, Institut Teknologi Nasional Malang

Master Degree of Mechanical Engineering

Department of Mechanical Engineering

Rudy Soenoko, Brawijaya University

Professor

Department of Mechanical Engineering

Dionysius Joseph Djoko Herry Santjojo, Brawijaya University

Assistant Professor

Department of Physical

Yudy Surya Irawan, Brawijaya University

Assistant Professor

Department of Mechanical Engineering

Посилання

  1. Purkuncoro, A. E., Santjojo, D. J. D. H., Irawan, Y. S., Soenoko, R. (2019). Deposition of Carbon Thin Film by Means of a Low-Frequency Plasma Sputtering Using Battery Carbon Rods as a Target. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 515, 012041. doi: http://doi.org/10.1088/1757-899x/515/1/012041
  2. Chu, P. K., Li, L. (2006). Characterization of amorphous and nanocrystalline carbon films. Materials Chemistry and Physics, 96 (2-3), 253–277. doi: http://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2005.07.048
  3. Kong, J. H., Sung, J. H., Kim, S. G., Kim, S. W. (2006). Microstructural changes of SKD11 steel during carbide dispersion carburizing and subzero treatment. Solid State Phenomena, 118, 115–120. doi: http://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.118.115
  4. Wen, F., Liu, J., Xue, J. (2017). The Studies of Diamond-Like Carbon Films as Biomaterials. Colloid and Surface Science, 2 (3), 81–95. Available at: http://www.sciencepublishinggroup.com/journal/paperinfo?journalid=607&doi=10.11648/j.css.20170203.11
  5. Gałuszka, R., Madej, M., Ozimina, D., Krzyszkowski, A., Gałuszka, G. (2017). The Characterisation of the Microstructure and Mechanical Properties of Diamond - Like Carbon (Dlc) for Endoprosthesis. Metalurgija, 56 (1-2), 195–198.
  6. Calik, A., Duzgun, A., Sahin, O., Ucar, N. (2010). Effect of carbon content on the mechanical properties of medium carbon steels. Verlag der Zeitschrift für Naturforschung, 65 (5), 468–472. doi: https://doi.org/10.1515/zna-2010-0512
  7. Tang, D. W., Wang, C. Y., Hu, Y. N., Song, Y. X. (2009). Constitutive equation for hardened SKD11 steel at high temperature and high strain rate using the SHPB technique. Fourth International Conference on Experimental Mechanics. doi: http://doi.org/10.1117/12.851262
  8. Iwasaki, M., Hirata, A. (2005). Deposition of high-density amorphous carbon films by sputtering in electron-beam-excited plasma. New Diamond and Frontier Carbon Technology, 15 (3), 139–149.
  9. Plasma Technology (2007). Diener electronic GmbH + Co. KG. Germany, 83.
  10. Vijaya, G., Muralidhar Singh, M., Krupashankara, M. S., Kulkarni, R. S. (2016). Effect of Argon Gas Flow Rate on the Optical and Mechanical Properties of Sputtered Tungsten Thin Film Coatings. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 149, 012075. doi: http://doi.org/10.1088/1757-899X/149/1/012075
  11. Hammadi, O. A. Fundamentals of Plasma Sputtering. doi: http://doi.org/10.13140/RG.2.1.3855.5605
  12. Mróz, W., Burdyńska, S., Prokopiuk, A., Jedyński, M., Budner, B., Korwin-Pawlowski, M. L. (2009). Characteristics of Carbon Films Deposited by Magnetron Sputtering. Acta Physica Polonica A, 116, S-120–S-122. doi: https://doi.org/10.12693/aphyspola.116.s-120
  13. Abdelrahman, M. M. (2015). Study of Plasma and Ion Beam Sputtering Processes. Journal of Physical Science and Application, 5 (2), 128–142. doi: https://doi.org/10.17265/2159-5348/2015.02.007
  14. Dai, H. Y., Du, J., Zhan, C. (2015). Role of target-substrate distance on the structural, mechanical and electrical properties of amorphous carbon films. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 26 (9), 6552–6556. doi: https://doi.org/10.1007/s10854-015-3252-4
  15. Grill, A. (2009). Fundamentals of Plasma. Cold Plasma Materials Fabrication. doi: https://doi.org/10.1109/9780470544273.ch1
  16. De la Concepción, V. L., Lorusso, H. N., Svoboda, H. G. (2015). Effect of Carbon Content on Microstructure and Mechanical Properties of Dual Phase Steels. Procedia Materials Science, 8, 1047–1056. doi: https://doi.org/10.1016/j.mspro.2015.04.167
  17. General Catalog of YSS TOOL STEELS (2015). Hitachi Met. Available at: https://www.hitachi-metals.co.jp/e/products/auto/ml/pdf/yss_tool_steels_d.pdf

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-02-26

Як цитувати

Purkuncoro, A. E. ., Soenoko, R. ., Santjojo, D. J. D. H., & Irawan, Y. S. . (2021). Вплив відстані мішень-підкладка на товщину і твердість тонких вуглецевих плівок на сталі SKD11 з використанням матеріалу мішені з акумуляторних вуглецевих стрижнів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(12 (109), 22–28. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225376

Номер

Том 1 № 12 (109) (2021): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Aladin Eko Purkuncoro, Rudy Soenoko, Dionysius Joseph Djoko Herry Santjojo, Yudy Surya Irawan

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.