Magnetron sıçratma yöntemiyle biriktirilen TiWSiN ince filmlerin yapısal ve tribolojik özelliklerine farklı azot akış hızlarının etkisinin araştırılması

Authors : Semih Duran, Ahmet Melik Yılmaz, Hikmet Çiçek
Pages : 740-752
Doi:10.17714/gumusfenbil.1664390
View : 79 | Download : 96
Publication Date : 2025-09-15
Article Type : Research Paper
Abstract :TiWSiN ince filmler magnetron sıçratma yöntemiyle farklı azot akış hızlarında biriktirilerek üretilmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile üretilen filmlerin kalınlıkları 1.71 µm ve 1.39 µm olarak ölçülmüştür. Artan azot akış miktarının, film kalınlıklarında belirgin bir azalmaya yol açtığı gözlemlenmiştir. X-ışını kırınım (XRD) cihazı ile TiWSiN ince filmlerde farklı açı ve düzlemlerde sadece TiN kristallerinin oluştuğu belirlenmiştir. Enerji dağılımlı spektroskopi (EDS) cihazı ile filmlerin kimyasal kompozisyonlarını oluşturan Ti, W, Si ve N elementlerinin atomik oranları belirlenmiştir. TiWSiN ince filmlerin sertlik değerlerinin tespit edilmesi için mikro sertlik ölçümleri yapılmıştır. En yüksek sertlik değeri 6.8 GPa ile N-40 filminde ölçülmüştür. Filmin mikro yapısında baskın olan TiN (111) fazının varlığı, N-40 filminde sertliğin artmasına katkıda bulunmuştur. TiWSiN ince filmlerin tribolojik testleri aşınma cihazı ve 3D profilometre cihazı kullanılarak araştırılmıştır. Yapılan aşınma testlerinde, N-40 filminin aşınma hızı 1.81×10-5 (mm3/(N.m)) ve N-50 filminin aşınma hızı ise 9.98×10-5 (mm3/(N.m)) olarak hesaplanmıştır. Sonuçlar incelendiğinde, 4 sccm azot akış hızında biriktirilen N-40 filminin aşınma direncinin N-50 filmine kıyasla yaklaşık 5.5 kat daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Tribotest sonuçları, N-40 filminin aşınma derinlik profilinin filmin taban malzeme üzerinde varlığını sürdürdüğünü açıkça ortaya koymuştur. Bu bulgular, N-40 filminin tribolojik performansının daha yüksek olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak, azot akış hızının kontrolünün TiWSiN filmlerin performansını doğrudan etkilediği belirlenmiştir.
Keywords : Aşınma, Magnetron sıçratma, Sürtünme katsayısı, Sertlik, TiWSiN

ORIGINAL ARTICLE URL