タングステンカーバイドの工具へのTiCNハードコーティング

機能性薄膜は、材料の表面特性を強化または変化させるために技術的に重要です。しかし、これらの薄膜と界面の2次元的性質が、信頼性の高い分析を難しくしています。

金属切削工具では、異なるCVDおよびPVDベースのコーティングによりWC-Co（コバルトリッチのマトリックス中のタングステンカーバイド）のような超硬合金を使用し、表面硬度、剛性、耐摩耗性を向上させています。これらのコーティングは、主にTiN, TiC, ZrN, VN, TiCN, TiAlNのような遷移金属の窒化物や炭化物である。

このアプリケーション例では、WC-Co層上のTiC/N層とAl2O3層がEDSでマッピングされています。図1は、切削工具のエッジの集束イオンビーム（FIB）断面を示しています。上部のTiNコーティング層の下に、基材としてAl₂O₃/TiN/TiCN/TiNとWC-Coが続きます。EDSでは、TiN, TiCN, TiN層の間でN組成の変化を区別することができました（図2）。さらに、BrukerのESPRIT分析ソフトウェアは、強く重なり合うTiとN（図4）を自動的にデコンボリューションすることができます。