| Title: | Structure and Properties of ZnO Coatings Obtained by Atomic Layer Deposition (ALD) Method on a Cr-Ni-Mo Steel Substrate Type |
| Other Titles: | Struktura a vlastnosti ZnO povlaku připraveného metodou atomové depozice vrstev (ALD) na substrátu z Cr-Ni-Mo oceli |
| Authors: | Staszuk, Marcin Pakula, Daniel Reimann, Lukasz Król, Mariusz Basiaga, Marcin Myslek, Dominika Kříž, Antonín |
| Citation: | STASZUK, M., PAKULA, D., REIMANN, L., KRÓL, M., BASIAGA, M., MYSLEK, D., KŘÍŽ, A. Structure and Properties of ZnO Coatings Obtained by Atomic Layer Deposition (ALD) Method on a Cr-Ni-Mo Steel Substrate Type. Materials, 2020, roč. 13, č. 19, s. 1-18. ISSN 1996-1944. |
| Issue Date: | 2020 |
| Publisher: | MDPI |
| Document type: | článek article |
| URI: | 2-s2.0-85092435260 http://hdl.handle.net/11025/42756 |
| ISSN: | 1996-1944 |
| Keywords: | Nanostruktura;mechanické vlastnosti;atomová depozice vrstvy;ALD;oxid zinečnatý;ZnO;nerezová ocel 316L;korozní odolnost |
| Keywords in different language: | Nanostructured;mechanical properties;atomic layer deposition;ALD;zinc oxide;ZnO;316L stainless steel;corrosion resistance |
| Abstract: | Článek je zaměřen na popis struktury, fyzikálně-chemických a tribologických vlastností ZnO povlaku, deponovaného ALD technologií na substrát z nerezové oceli 316L, určené pro biomedicínské aplikace. Pro přípravu ZnO povlaku byl využit diethyl zinek (DEZ) a voda, která plnila funkci prekurzoru. Vrstva oxidu zinečnatého byla deponována vždy při teplotě 200 °C avšak při použití 3 odlišných cyklů ALD: 500, 1000 a 1500. Struktura a morfologie ZnO deponovaných povlaků byla analyzována pomocí SEM a AFM mikroskopie. Fázové složení ZnO povlaků bylo hodnoceno pomocí XRD a GIXRD rentgenové difrakce. Pro stanovení odolnosti vůči pittingu byla provedena potencidynamická korozní zkouška a dále impedanční spektroskopie v expozičním prostředí Ringerova roztoku o teplotě 37 °C. Dosažené výsledky prokázaly, že počet ALD cyklů má výrazný vliv na strukturu, morfologii a korozní odolnost ZnO povlaku. Se zvyšující se tloušťkou ZnO povlaku na substrátu byly zaznamenány změny v elektrochemických vlastnostech, které se projevily zvýšením korozní odolnosti povlaků. Tribologické zkoušky „ball-on-plate“ prokázaly významné snížení koeficientu tření u vzorků s deponovaným ZnO povlakem oproti vzorkům bez depozice. |
| Abstract in different language: | This paper aimed to investigate the structure and physicochemical and tribological properties of ZnO coatings deposited by ALD on 316L stainless steel for biomedical applications. To obtain ZnO films, diethylzinc (DEZ) and water were used as ALD precursors. Zinc oxide layers were deposited at the same temperature of 200◦ C using three types of ALD cycles: 500, 1000 and 1500. The structure and morphology of ZnO coatings were examined using SEM and AFM microscopes. The XRD and GIXRD methods were used for the phase analysis of the obtained coatings. To determine the resistance to pitting corrosion, potentiodynamic investigations and impedance spectroscopy were conducted in a Ringer solution at a temperature of 37 ◦C. The obtained results showed that the number of ALD cycles had a significant impact on the structure, morphology and corrosion resistance of the ZnO layers. It was found that after increasing the coating thickness of the ZnO on the material, its electrochemical properties determining the corrosion resistance also increased. Moreover, on the basis of the ball-on-plate tribological investigations, we found a significant reduction in the friction coefficient of the samples with the investigated coatings in relation to the noncoated substrates. |
| Rights: | © MDPI |
| Appears in Collections: | Články / Articles (KMM) OBD |
Files in This Item:
| File | Size | Format | |
|---|---|---|---|
| Kriz_materials_clanek.pdf | 11,1 MB | Adobe PDF | View/Open |
Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/11025/42756Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.