Structural-phase transformations in magnetron deposited films of Ti-Zr-Ni systems during annealing in vacuum

Abstract

Structural and phase changes in thin films obtained by magnetron sputtering of a target with the composition Ti41Zr38.3Ni20.7 (at.%) were studied under isothermal vacuum annealing in the temperature range from 400 to 800 °C. The boundaries of the thermal stability of the phases have been determined. Coatings consisting of a single icosahedral quasicrystalline phase, as well as films consisting of the 2/1 crystal-approximant phase were obtained. The features of the phase transformation of a quasicrystal into an approximant crystal were investigated, and the activation energy of this transformation was determined at a level of 94 kJ/mol. The dependence of the degree of phase transformation on the temperature and duration of annealing has been established.Досліджено структурно-фазові зміни в тонких плівках, отриманих магнетронним розпиленням мішені складу Ti41Zr38,3Ni20,7 (ат.%), при ізотермічних вакуумних відпалах в інтервалі температур 400…800 °C. Визначено межі термічної стабільності фаз. Отримано однофазні покриття з ікосаедричної квазікристалічної фази, а також з фази кристала-апроксиманта 2/1. Досліджено характер фазового перетворення квазікристала в кристал-апроксимант, і визначена енергія активації цього перетворення на рівні 94 кДж/моль. Встановлено залежність ступеня фазового перетворення від температури і тривалості відпалу.Исследованы структурно-фазовые изменения в тонких плeнках, полученных магнетронным распылением мишени состава Ti41Zr38,3Ni20,7 (ат.%), при изотермических вакуумных отжигах в интервале температур 400…800 °C. Определены границы термической стабильности фаз. Получены однофазные покрытия из икосаэдрической квазикристаллической фазы, а также из фазы кристалла-аппроксиманта 2/1. Исследован характер фазового превращения квазикристалла в кристалл-аппроксимант, и определена энергия активации этого превращения на уровне 94 кДж/моль. Установлена зависимость степени фазового превращения от температуры и продолжительности отжига.