Residual stress depth profiles self-developed in cathodic arc deposited Ti-Al-N coatings prepared at different constant substrate bias values
Notice bibliographique
Résumé
Ti-Al-N coatings were prepared by cathodic arc deposition on Inconel 718 substrates at different values of constant substrate bias voltage, aiming to produce samples with different self-developed residual stress (RS) depth profiles through the thickness of the coatings. RS profile measurements and structural characterization were performed on a laboratory-scale x-ray diffraction system (x-ray energy of 8 keV) and in a synchrotron x-ray radiation facility (x-ray energy of 15 keV). Mechanical testing to obtain hardness and Young’s modulus values was performed by instrumented nanoindentation. The results indicate higher compressive RS at the film/substrate interface that decays to lower compressive stress or mild tensile stress at the film surface. Surface hardness and the compressive RS value of the coating increase with larger values of the substrate bias voltage. By comparing the stress characterization done on a laboratory scale and at the synchrotron facility, one observes a generally good agreement, indicating that these analyses may be conducted at a smaller scale and with less costly equipment, and still maintain a reliable precision. The work presents and reviews in detail the methodology of the RS depth-profile analysis. The highest hardness of 31.1 GPa and near-substrate compressive RS around −10 GPa were obtained for a bias of −100 V. Transmission electron microscopy results indicate that regions with higher compressive stresses are found to have smaller columns and denser structure, while portions of the same sample with mild compressive or tensile stresses present larger column size and are richer in hexagonal phases. The findings demonstrate the complex interplay between stress, microstructure, and ultimately mechanical properties in industrially produced Ti-Al-N coatings and indicate that any successful strategy to mitigate stress development should consider the inhomogeneous self-developed stress gradients present even in coatings deposited under constant and controlled conditions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».