Krom nitrür

Krom nitrür, CrN formülüne sahip krom ve azotun kimyasal bir bileşiğidir. Çok serttir ve korozyona karşı son derece dayanıklıdır. Azot atomlarının krom kafesteki oktahedral delikleri işgal ettiği bir interstisyel bileşiktir: bu nedenle, kesinlikle bir krom (III) bileşiği değildir ve nitrür iyonları (N^3-) içermez. Krom ikinci bir interstisyel nitrür, dikrom nitrür, Cr₂N oluşturur.

Sentez

Krom (III) nitrür, 800 °C'de krom ve azotun doğrudan kombinasyonu ile hazırlanabilir:

2 Cr + N₂ → 2 CrN

Ayrıca Katodik ark biriktirme gibi Fiziksel Buhar Biriktirme tekniği ile sentezlenebilir.

Uygulamalar

genellikle metal şekillendirme takımlarında kullanılan kaplamalardır. Ayrıca plastik üretimi, bakır alaşımlarını kesme işlemi ve makine elemanları içinde kullanılır. CrN kaplamalar, kalay kaplamalara göre daha yüksek yükseltgenme direnci gösterirler. CrN kaplamalarının yükseltgenme sıcaklığı kalay kaplamalara göre yaklaşık 100 C° daha yüksektir. Ayrıca yüksek tokluk değerlerine sahiptirler. Buna karşın sertlikleri kalay kaplamaya göre %5-10 oranında daha düşüktür. CrN kaplamaların sertlikleri genellikle 23 GPa'nın üzerindedir. CrN kaplamalar ağırlıklı olarak CrN ve Cr2N yapısında olurlar. Eğer Cr katot ile aynı anda Al katotta kullanılırsa (Cr:Al) N kaplamalar elde edilir. Bu kaplamalar, CrN'e göre daha yüksek sertliğe (en fazla 2700 HV), yükseltgenme direncine ve elektriksel yüzey direncine sahiptirler.

PVD yönteminde kullanılan kaplama malzemelerinin incelendiği bazı çalışmalara göre, 150 C°'den düşük sıcaklıklarda reaktif püskürtme ile oluşturulan, kalay, zirkonyum nitrür, CrN, TiCrN gibi filmleri, 500-850 C° aralıklarında oksijen atmosferinde fırında ısıl işleme tabi tutulmuş ve her bir sıcaklıktaki yükseltgenme kinetikleri araştırılmıştır. Araştırmacılar bu çalışmalarda, CrTiN filminin yükseltgenme direncinin kalay ve CrN'den çok daha iyi olduğunu gözlemlerken, TiZrN filminin yükseltgenme direncinin kalay ve zirkonyum nitrürden çok daha kötü olduğunu tespit etmişlerdir. TiZrN filminin yükseltgenme direncinin ise kalay ve CrN'den daha iyi olduğunu göstermişlerdir. Başka bir çalışmada ise araştırmacılar, TiN ve CrN'nin yükseltgenme dirençlerinin karşılaştırmasını yapmışlar ve kalayın yükseltgenme oranın, CrN'den iki kat daha hızlı olduğu rapor edilmiştir.

CrN kaplamalarının genel özellikleri:

Renk: Gümüş
Sertlik: 2000 - 2200 Hv
Kalınlık: 3 - 10 mikron
Kaplama ısısı: 200 - 500
Sürtünme katsayısı: 0,45
Termal yükseltgenme derecesi: 700 - 750
Yüzey pürüzlülüğü (Ra µm) : 0,2

Ayrıca bakınız