Ponašanje kompozitnih sistema tipa 'mek film na tvrdom supstratu' na testu utiskivanja

Apstrakt

Ovo istraživanje je izvršeno u cilju analize i upoređivanja odziva različitih kompozitnih sistema koji pripadaju istom tipu sistema nazvanom 'mek film na tvrdom supstratu', pri merenju tvrdoće. Formirani su kompozitni sistemi elektrodepozicijom jedno- i višeslojnih Ni i Cu tankih filmova na (100) i (111)- orijentisanim monokristalnim Si pločicama i 100-µm debelom elektrodeponovanom Ni filmu kao supstratima. Ponašanje ovih kompozitnih struktura pri utiskivanju je okarakterisano merenjem nanotvrdoće po Berkoviču i mikrotvrdoće po Vikersu. Izmerena vrednost mikrotvrdoće se naziva 'kompozitnom tvrdoćom' jer prilikom testiranja utiskivanjem dolazi i do plastične deformacije supstrata. Doprinos deformacije supstrata izmerenoj tvrdoći počinje na dubinama utiskivanja koje su reda 0.07-0.2 puta manje od debljine filma. Istraživana je zavisnost vrednosti nanotvrdoće i mikrotvrdoće od procesnih parametera elektrodepozicije, mikrostrukture supstrata i filmova, ukupne debljine filma, debljine pojedinačnog sloja u filmu i odnosa debljina Ni/Cu pojedinačnih slojeva u filmu za različite kompozitne sisteme. Radi određivanja apsolutne tvrdoće filma u sistemu, odabran je i na eksperimentalne rezultate primenjen model kompozitne tvrdoće Šiko-Lezaž (C-L).