Efeito do nitrogênio nas propriedades do filme DLC depositado na liga Ti6Al4V

• Processo: 20/07426-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2021
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Luciana Sgarbi Rossino
• Beneficiário: Luciana Sgarbi Rossino
• Instituição Sede: Faculdade de Tecnologia de Sorocaba (FATEC Sorocaba). Centro Paula Souza (CEETEPS). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). Sorocaba , SP, Brasil
• Assunto(s): Filmes finos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dc-Pecvd | Micro-abrasive wear | nitrogen incorporation | thin film | tratamento de superficie a plasma

Resumo

O grande interesse no estudo de filmes de carbono tipo diamante (a-C:H) é justificado por suas propriedades mecânicas e tribológicas. No entanto, o alto estresse interno do filme resulta em sua difícil adesão ao substrato metálico, que pode ser resolvido pela incorporação de nitrogênio no filme a-C: H, permitindo um filme formado com menor estresse interno. O objetivo deste trabalho é avaliar a influência do fluxo (20, 30 e 40sccm), razão CH4 / Ar (90/10 e 70/30) e tensão (400, 500, 600 e 700V) na formação do filme a-C:H. Para as melhores condições do filme, estudamos o efeito da incorporação de nitrogênio na dureza e na resistência ao desgaste do a-C:H(N), modificando a porcentagem de nitrogênio no tratamento de 10% a 60% de N2. Os tratamentos foram realizados no substrato Ti6Al4V por DC-PECVD por duas horas. Para uma boa adesão dos filmes ao substrato, deve ser produzido uma intercamada de silício. O aumento da tensão acima de 600V aumenta a razão ID / IG e a espessura do filme, causando sua delaminação, e a proporção de gases não influenciou as características de a-C: H. O filme a-C: H depositado com 30 sccm, 90/10 e 500V foi caracterizado como a-C: H (duro), com propriedades como dureza de 17 GPa, 30% de hidrogênio, 39% sp³ e razão ID / IG de 0,58. Como o nitrogênio reduziu a taxa de deposição, o fluxo total de gás para a produção de a-C:H(N) foi realizado com 40 sccm. Os espectros Raman dos filmes a-C:H(N) mostraram alterações na intensidade e no deslocamento da banda D em relação ao espectro de filmes sem nitrogênio, evidenciando a incorporação de nitrogênio no filme. A análise XPS mostrou o aumento linear da incorporação de nitrogênio no filme a-C:H(N) com o aumento da quantidade de gás N2 no tratamento, o que causou, em geral, uma diminuição na quantidade de ligação C-C sp3, aumentando a adesão do filme no substrato e não necessariamente a baixa resistência ao desgaste do filme formado. (AU)