三次元Ti/窒化チタン界面【JST・京大機械翻訳】

Gollapalli Prince; Jalligampala Varalakshmi; Peddapuvvala Kishor; Oza Prajeet; Yadav Satyesh Kumar

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202219702600649 整理番号：22P0286369

三次元Ti/窒化チタン界面【JST・京大機械翻訳】

3-D Ti/TiN Interface

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発行年： 2022年02月08日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年02月08日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

定義による界面は二次元(2-D)であり,界面を横切る構造と化学の急な変化で2つの相を分離する。金属とその窒化物の間の界面は原子的にシャープであり,化学勾配は金属中の窒化物とN格子間原子におけるN空孔の生成を必要とする。この信念に反して,第一原理密度汎関数理論(DFT)を用いて,化学的に傾斜したTi/窒化チタン界面が鋭い界面に対して熱力学的に優先されることを確認した。窒化チタン中のN空孔形成エネルギーは2.4eVであり,Ti中のN格子間は-3.8eVであった。このように,窒化チタン中のN空孔の形成による窒化チタンからTiへのNの拡散とTi中のN格子間は,Ti-窒化チタンヘテロ構造の内部エネルギーを減少させる。Nの拡散は,Nの~23%が窒化チタンからTiに拡散し,原子的に化学的に傾斜した界面をもたらし,これが3D界面として参照される。Ti/窒化チタンの3-D界面を同定する実験不能性は,界面での原子レベルの分解能を有する化学組成と構造の同定における限界に起因した。金属/セラミックヘテロ構造の3-D界面を形成する可能性を評価する便利な方法として,N空孔形成エネルギーとN格子間形成エネルギーの合計を駆動力として定義する。また,Ti/窒化チタン界面を横切る格子定数と機械的性質(体積弾性率,せん断弾性率,Young率,硬度)の緩やかな変化も示した。三次元界面は金属/セラミックヘテロ構造の特性を制御する新しい方法を開き,マイクロメートル長スケールにおける界面での傾斜の既に確立された利点と一致した。広く探索されたTi/窒化チタン多層ナノヘテロ構造に対して,三次元界面を形成する可能性は,摩耗とエロージョン抵抗の増大をもたらす。【JST・京大機械翻訳】

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セラミック・陶磁器の製造 , 金属材料へのセラミック被覆

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