Studium naprašování velmi tvrdých tenkých vrstev metodou IJD na podložky z legovaných ocelí s příhlédnutím k aplikacím ve zdravotnictví

Abstract

První cást diplomové práce se zameruje na predstavení nového experimentálního zarízení - systému na prípravu tenkých vrstev JetDep100 pomocí Ionized Jet Deposition a jeho sestavení. Druhá cást práce je zamerena na zkoumání tenkých vrstev pripravených pomocí JetDep100. Zkoumané vrstvy by meli sloužit jako ochrana a mechanické zlepšení pro chirurgické skalpely a rezné nože v prumyslu. Na tyto vrstvy byly vybrány TiN a Mo díky jejich mechanickým vlastnostem a jejich biokompatibilite. Jedna série vzorku Mo byla nanesena v Italské firme Noivion, Srl, kde byla cást vzorku zahráta behem deposice na 300°C. Všechny vzorky byly analyzovány pomocí SEM, Rentgenová difrakce, Calotestu a Nanoindantace. SEM poskytla informace o strukturní a morfologické homogenite tenkých vrstev. Velké rozdíly v homogenite byly zjišteny v závislosti na vzdálenosti mezi tercíkem (targetem) a držákem vzorku. Vzdálenost ve které se podarilo pripravit nejhomogennejší vzorky byla 150mm. Zmena homogenity v závislost na teplote vzorku behem deposice byla zanedbatelná. Rentgenová difrakce potvrdila krystalické charakter deponovaných vrstev. Krystalinitu se nepodarilo potvrdit pouze u dvou vzorku Mo prirpavených pomocí JetDep100, což bylo nejspíše zaprícineno jejich malou tlouštkou. Calotest poskytnul informace o tlouštce TiN vrstev, která byla približne 1 ?m. Výsledky z Nanoindentace potvrdily zvýšení tvrdosti a modulu pružnosti vzorku poté co na ne byly nanesený ochranné vrstvy. Pres toto navýšení tvrdost a modul pružnosti nanesených vrstev byly nižší než jejich teoretická hodnota.

An introduction of the new experimental equipment - JetDep100 deposition system ? based on the Ionized Jet Deposition technology and its successful construction is reported in the first section of the present thesis. The second part of the thesis focuses on the study of the thin films prepared by Jetdep100. One of the aims of this thesis is the application of thin films as a protecting and mechanical properties improving films to surgical scalpels and industrial cutting tools. Therefore, the thin films of TiN and Mo were chosen for the thesis due to their mechanical properties and bio-compatibility. Some of the Mo films were also deposited at Noivion, Srl, Italy and these samples were deposited both at room temperature and at 300°C. All the samples were analysed by SEM, XRD, Calotest and Nanoindentation. The SEM provides information about structural and morphological homogeneity of the film. Rather important differences in the homogeneity of the films were found. The Mo film deposited at room temperature and applying the target - substrate distance of 150mm was found as the most homogeneous one. The XRD analyses proves the crystalline character of deposited films. The crystalline character was not found for two samples of Mo films prepared by Jetdep100 only. Such behaviour was probably caused by low thickness of these films. Calotest generally shows that the thickness of TiN films approaches approx. 1?m. Results from Nanoindentation shows an increasing of hardness and elastic modulus of the samples after the film deposition. However, the hardness and elastic modulus of the films themselves are lower then their theoretical values.