Magnetron Sputtering teknologiaren bidezko estalduren deposizioak aukera berriak irekitzen ditu osagai metalikoak hidrogenoaren aurrean babesteko. ONTZHI-II proiektuan, TEKNIKERek nitruro de cromo (CrN) estalduren eta Cr/CrN atxikipen-interfazeen garapenean lan egiten du, HiPIMS (High Power Impulse Magnetron Sputtering) teknikaren bidez lortuta. Teknika hau aukeratu da estalduraren dentsifikazioa handitzeko eta gainazaleko estaldura hobetzeko, hidrogenoaren iragazpena murriztu eta hidrogeno presiopean DLC (Diamond-Like Carbon) a-C:H motako estaldurekin estalitako osagaien nekearekiko erresistentzia handitzeko helburuarekin.
HiPIMS: errendimendu altuko deposizio-teknologia
HiPIMS magnetron sputtering-aren aldaera aurreratu bat da, zeinetan magnetroiari potentzia potentzia-pultsu handien bidez transferitzen zaion. Horrek dentsitate handiko plasma bat sortzen du, espezie ionizatuen presentzia handiagoarekin, sputtering konbentzionaleko prozesuekin lortutakoak baino estaldurak trinkoagoak, atxikitzaileagoak eta homogeneoagoak lortzea ahalbidetuz.
Bost konfigurazio ensaiatu: gradientearen funtsezko eginkizuna
Lehen urtean, TEKNIKERek Cr-CrN estalduren konfigurazio desberdinak depositu eta karakterizatu ditu, prozesuan sartutako nitrogeno kopurua eta deposizioan gradiente bat erabiltzea edo ez aldatuz. 1-3 estalduretan hasierako kromo-interfaze bat sartzen da presio handiagoan depositatua, ondoren HiPIMS pultsu-baldintzetako eta presioko gradiente beheranzko batekin. Trantsizioa progresibo honek interfazeko tentsioak murriztea eta substratuarekiko bateragarritasuna hobetzea du helburu. 4 eta 5 estalduretan, aldiz, kromoa zuzenean azken baldintzen pean depostatzen da, gradientearen gabe.
Adherentzia-entseguetako emaitzek (Rockwell-C eta scratch test) gradientedun estalduretan portaera nabarmen nagusia agerian uzten dute: 4 eta 5 sistemek, trinkoagoak baina trantsizioa gradualik gabekoak, atxikipen-entseguetan errendimendu txarragoa erakusten dute. Emaitza honek baieztatzen du estalduraren dentsitatea ez dela faktore erabakigarri bakarra: interfazearen arkitektura eta tentsioen kudeaketak garrantzi bera dute.
Karakterizazio kristalografikoa: CrN eta Cr₂N faseen eraketa
X izpien difrakzioak (XRD konfigurazio etzanean) konfigurazio bakoitzean dauden fase kristalinoak identifikatzea ahalbidetu du. Emaitzek CrN-ren eraketa nagusia erakusten dute konfigurazio guztietan, (111), (200), (220) eta (222) orientazioekin. Hala ere, nitrogenoaren fluxu baxuko baldintzetan —bereziki 5. estalduretan— Cr₂N fase sekundarioaren igoera ikusten da, literaturaren arabera barrera gisa errendimendu txikiagoa duena.
Iragazpen-entseguak: barrera-efektua baieztatuta
Lehen urteko emaitzarik garrantzitsuena da CrN estalduren barrera-efektuaren baieztapen esperimentala hidrogenoaren garraioaren aurrean. Devanathan-Stachurski zeldan egindako iragazpen elektrokimikoko entseguek erakusten dute:
• Iragazpen-korronte murrizpen esanguratsua sistema estalduetan substratua estali gabearekin alderatuta.
• Iragazpenaren hasierako denboraren luzatzea (breakthrough time), estaldureak hidrogenoaren sarketa atzeratzen duela adierazten duena.
• Gradientedun sistemak (CrN 1) gradientearen gabeko sistemak baino (CrN 4) barrera-portaera hobea erakusten du, nabarmen txikiagoko korronte-balioekin.
Emaitzak behin-behinekoak dira, entsegu-denboran (≈8 ordu) saturaziorik lortu ez denez. Bigarren urtean entsegu-denbora luzatuko da parametro kuantitatibo fidagarriak lortzeko, Permeation Reduction Factor (PRF) barne.
Deskargatu hemen txosten osoa, emaitza eta analisi guztiekin:
