journal article·2005-12

Constitution and microstructure of magnetron sputtered nanocomposite coatings in the system Ti–Al–N–C

M. Stueber, P.B. Barna, M.C. Simmonds, U. Albers, H. Leiste, C. Ziebert, H. Holleck, A. Kovács, P. Hovsepian, I. Gee

Thin Solid Films· Volume 493· Issue 1-2
Publisher page

Abstract

An ambitious objective in the development of self-lubricating wear-resistant coatings is to make use of lubricious phases such as graphite, amorphous carbon or MoS2 incorporated into coatings. A series of (Ti,Al)(N,C) coatings with different carbon contents (0-28 at.%) have been deposited by reactive magnetron sputtering of TiAl in a mixture of Ar, N-2 and CH4 gases. The microstructure and constitution of these coatings have been investigated using electron microprobe analysis, atomic force microscopy, X-Ray photoelectron spectroscopy, cross sectional transmission electron microscopy, Raman spectroscopy, X-ray diffraction and pole figure analyses. Starting from a pure TiAlN coating significant changes in the microstructure of the coatings were observed dependent on the carbon concentration. Under optimum conditions nanocomposite coatings with a structure of a coexisting metastable hard, nanocrystalline fcc TiAlNC phase and an amorphous carbon phase (a-C) have been deposited. The localization of an amorphous carbon phase has been shown by high-resolution transmission electron microscopy. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.
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OpenAlex topics: Metal and Thin Film Mechanics · Diamond and Carbon-based Materials Research · Boron and Carbon Nanomaterials Research

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