Comportamento tribológico de revestimento multifuncional CrN-DLC ...
PIBIC/CNPq Homogeneidade dos filmes de DLC depositados a...
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2.1 O DLC se trata de filmes de carbono-amorfo hidrogenado ou não, compostos por diferentes hibridizações de carbono, principalmente sp² e sp³, com propriedade únicas como, boa resistência, ultra-baixo coeficiente de atrito, inércia química e biocompatibilidade[1]. Suas aplicações aparecem em situações do quotidiano como lâminas de barbear, pistões automotivos, revestimento de ferramentas de corte e talheres de mesa. A principal desvantagem dos filmes tipo DLC é sua pouca ou nula aderência direta ao aço pelas diferenças do coeficientes de dilatação. A deposição de uma intercamada para homogeneizar os coeficientes de dilatação é necessária. Procedeu-se a preparação, a deposição e a caracterização das amostras segundo o fluxograma descrito abaixo. Materiais e Métodos Introdução PIBIC/CNPq Homogeneidade dos filmes de DLC depositados a baixa temperatura Objetivo O objetivo deste trabalho é estudar a integridade de filmes de DLC depositados a baixa temperatura, sendo imperfeições na superfície ou na interface da intercamada que respectivamente afetam a adesão do filme. M. J. S. Lopes , A. E. Crespi, L. M. Leindens, C. A. Figueroa As imagens de MO mostraram que a quantidade de defeitos diminuiram com o aumento da temperatura em virtude da estabilidade do plasma. Considerações finais Referências bibliográficas [1]BOEIRA, Carla Daniela. Comparação entre diferentes intercamadas contendo silício para adesão de filmes de DLC sobre substrato de aço AISI 4140. 2016. 63 f. Dissertação (Mestrado) - Universidade de Caxias do Sul, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências dos Materiais, 2016. [2]CRESPI, A. E. FIGUEROA, C. A. Influence of hydrogen etching on the adhesion of coated ferrous alloy by hydrogenated amorphous carbon deposited at low temperature. Vacuum, vol.144, pág.243-246, out/2017. XXV Encontro de Jovens Pesquisadores VII Mostra Acadêmica de Inovação e Tecnologia Metodologia A análise de GD-OES 2 de 180ºC (2.2) apresenta um pico de Si mais intenso a que de 125ºC (2.1) [2]. Neste trabalho foi utilizado o método de deposição por PECVD 1 (do inglês plasma-enchanced chemical vapor deposition), essa técnica de deposição consiste no uso de gases em substratos sólidos através de reações químicas que ocorrem após a formação de plasma. Resultados e discussões De acordo com as imagens de topo analisada, percebe-se que a amostra depositada a 85ºC possui um densidade de defeitos maior que a de 180ºC, diminuindo de acordo com o aumento de temperatura, foram diversas temperaturas testadas, sendo 85ºC a mínima e 180ºC[2]. Figuras após o processo à baixo: Juntamente com o aumento da temperatura as reações do plasma estabilizam gerando uma intercamada com menos ligações pendentes. O gráfico abaixo 3 mostra que a densidade de defeitos diminui com o aumento de temperatura. Os defeitos são devido às imperfeições na intercamada, as quais aumentam em temperaturas próximas do ponto de ebulição do HMDSO (T= XX a 1 bar). A tendência a formar microgotículas gerar instabilidades no plasma e não deposita uma intercamada homogênea. Agradecimentos Barras Anôdicas Barras Catôdicas Disco de suporte 85ºC Aço AISI 4140 Etching de Ar Intercamada de HDMSO Etching de H2 Deposição de filme de A-C:H MEV GD-OES MO V=-500v t=10min. V=-800v Aço AISI 4140 Corte/ Embutimento Polimento 180ºC 100ºC 125ºC 150ºC 85ºC 100ºC 125ºC 150ºC 180ºC Imagem 1 Fonte: O autor Fonte: O autor Microscopia com 100x de aumento da superfície Com o aumento da temperatura as reações do plasma são mais estáveis, leva-nos a crer que a presença de defeitos nos filmes de a-C:H diminuem exponencialmente. Em baixas temperaturas, a baixa estabilidade do plasma e a baixa ionização do HDMSO que não tem todas as suas ligações quebradas o faz com que muitas ligações fiquem pendentes gerando possíveis desprendimento de gases na superfície do material e/ou arcos catódicos que atrapalham a adesão do filme a-C:H na intercamada e consecutivamente ao substrato. 3. 22,2.2 2.2 Fig.1.1 Fig.1.2 Fig.1.3 Fig.1.4 Fig.1.5
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2.1
O DLC se trata de filmes de carbono-amorfo hidrogenado ou não, compostos por diferentes hibridizações de carbono, principalmente sp² e sp³, com propriedade únicas como, boa resistência, ultra-baixo coeficiente de atrito, inércia química e biocompatibilidade[1]. Suas aplicações aparecem em situações do quotidiano como lâminas de barbear, pistões automotivos, revestimento de ferramentas de corte e talheres de mesa. A principal desvantagem dos filmes tipo DLC é sua pouca ou nula aderência direta ao aço pelas diferenças do coeficientes de dilatação. A deposição de uma intercamada para homogeneizar os coeficientes de dilatação é necessária.
Procedeu-se a preparação, a deposição e a caracterização das amostras segundo o fluxograma descrito abaixo.
Materiais e Métodos
Introdução
PIBIC/CNPqHomogeneidade dos filmes de DLC depositados a baixa
temperatura
ObjetivoO objetivo deste trabalho é estudar a integridade de filmes de DLC depositados a baixa temperatura, sendo imperfeições na superfície ou na interface da intercamada que respectivamente afetam a adesão do filme.
M. J. S. Lopes, A. E. Crespi, L. M. Leindens, C. A. Figueroa
As imagens de MO mostraram que a quantidade de defeitos diminuiram com o aumento da temperatura em virtude da estabilidade do plasma.
Considerações finais
Referências bibliográficas[1]BOEIRA, Carla Daniela. Comparação entre diferentes intercamadas contendo silício para adesão de filmes de DLC sobre substrato de aço AISI 4140. 2016. 63 f. Dissertação (Mestrado) - Universidade de Caxias do Sul, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências dos Materiais, 2016.[2]CRESPI, A. E. FIGUEROA, C. A. Influence of hydrogen etching on the adhesion of coated ferrous alloy by hydrogenated amorphous carbon deposited at low temperature. Vacuum, vol.144, pág.243-246, out/2017.
XXV Encontro de Jovens PesquisadoresVII Mostra Acadêmica de Inovação e Tecnologia
Metodologia
A análise de GD-OES2 de 180ºC (2.2) apresenta um pico de Si mais intenso a que de 125ºC (2.1) [2].
Neste trabalho foi utilizado o método de deposição por PECVD1 (do inglês plasma-enchanced chemical vapor deposition), essa técnica de deposição consiste no uso de gases em substratos sólidos através de reações químicas que ocorrem após a formação de plasma.
Resultados e discussõesDe acordo com as imagens de topo analisada, percebe-se que a amostra depositada a 85ºC possui um densidade de defeitos maior que a de 180ºC, diminuindo de acordo com o aumento de temperatura, foram diversas temperaturas testadas, sendo 85ºC a mínima e 180ºC[2]. Figuras após o processo à baixo:
Juntamente com o aumento da temperatura as reações do plasma estabilizam gerando uma intercamada com menos ligações pendentes. O gráfico abaixo3 mostra que a densidade de defeitos diminui com o aumento de temperatura. Os defeitos são devido às imperfeições na intercamada, as quais aumentam em temperaturas próximas do ponto de ebulição do HMDSO (T= XX a 1 bar). A tendência a formar microgotículas gerar instabilidades no plasma e não deposita uma intercamada homogênea.
Agradecimentos
Barras Anôdicas
Barras Catôdicas
Disco de suporte
85ºC
AçoAISI 4140
Etching de Ar Intercamadade HDMSO Etching de H2
Deposição de filme deA-C:H
MEV GD-OES MO
V=-500v t=10min.
V=-800v
AçoAISI 4140
Corte/Embutimento
Polimento
180ºC100ºC 125ºC 150ºC
85ºC 100ºC 125ºC
150ºC 180ºCImagem 1
Fonte: O autor
Fonte: O autor
Microscopia com 100x de aumento da superfície
Com o aumento da temperatura as reações do plasma são mais estáveis, leva-nos a crer que a presença de defeitos nos filmes de a-C:H diminuem exponencialmente. Em baixas temperaturas, a baixa estabilidade do plasma e a baixa ionização do HDMSO que não tem todas as suas ligações quebradas o faz com que muitas ligações fiquem pendentes gerando possíveis desprendimento de gases na superfície do material e/ou arcos catódicos que atrapalham a adesão do filme a-C:H na intercamada e consecutivamente ao substrato.
3.
22,2.2
2.2
Fig.1.1 Fig.1.2 Fig.1.3 Fig.1.4 Fig.1.5
