Przejdź do treści

Shannon Entropy Characterization of High-Entropy Thin Films Synthesized by Pulsed Magnetron Sputtering: The Influence of Modulation Frequency

Niniejszy artykuł przedstawia kompleksowe badanie dotyczące syntezy cienkowarstwowego stopu wysokiej entropii (HEA, ang. High-Entropy Alloy) TiCrFeCoNi metodą impulsowego rozpylania magnetronowego (PMS, ang. Pulsed Magnetron Sputtering). Badania koncentrują się na wpływie różnych częstotliwości modulacji na właściwości materiałowe otrzymanych powłok. W pracy zastosowano nowatorskie podejście oparte na entropii Shannona jako narzędziu do oceny złożoności i jednorodności cienkowarstwowych stopów wysokiej entropii, co dostarcza nowych informacji na temat procesu syntezy w różnych warunkach termodynamicznych. Wstępna charakterystyka stopu, oparta na obliczonych parametrach takich jak entropia mieszania, entalpia mieszania i inne, stanowi punkt wyjścia do głębszego zrozumienia procesu powstawania i stabilności stopu. Metodologia eksperymentalna obejmuje syntezę targetu magnetronu, konfigurację układu rozpylania, proces syntezy próbek oraz ich wszechstronną charakterystykę. Wykorzystano m.in. analizę EDS, analizy powierzchniowe i przekrojowe z użyciem mikroskopii skaningowej (SEM) oraz pomiary właściwości mechanicznych metodą nanoindentacji. Wyniki wskazują, że częstotliwość modulacji znacząco wpływa na przebieg wyładowań plazmowych, a tym samym na skład chemiczny, mikrostrukturę i właściwości mechaniczne cienkich warstw HEA. Analiza EDS potwierdziła skuteczną syntezę zakładanej kompozycji stopu, a analizy SEM ukazały wpływ częstotliwości modulacji na morfologię i strukturę filmu. Pomiary właściwości mechanicznych ujawniły różnice w twardości i module Younga pomiędzy badanymi próbkami. Badanie to podkreśla kluczową rolę parametrów PMS, w szczególności częstotliwości modulacji, w kontrolowaniu procesu syntezy cienkowarstwowych stopów wysokiej entropii, torując drogę do optymalizacji ich właściwości dla zaawansowanych zastosowań materiałowych.

Artykuł:

Metallurgical and Materials Transactions A-Physical Metallurgy and Materials Science

Autorzy z PW:

Krzysztof Zdunek

Rok wydania: