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Estudos em nano escala de filmes de DLC com nano partículas para aplicações Espaciais.

Processo: 11/01238-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2011
Vigência (Término): 31 de março de 2014
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial
Pesquisador responsável:Vladimir Jesus Trava-Airoldi
Beneficiário:Valerie Cecile Corcuera
Instituição-sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:07/00013-4 - Novos materiais, estudos e aplicações inovadoras em diamante-CVD, diamond-like-carbon (DLC) e carbono nanoestruturado obtidos por deposição química a partir da fase vapor, AP.TEM
Assunto(s):Filmes finos

Resumo

A busca por materiais lubrificantes de alto desempenho em termos de baixo coeficiente de atrito, alta resistência e alta durabilidade tem se intensificado principalmente devido à necessidade de se melhorar as condições de vida na terra e até mesmo no espaço. Assim, as pesquisas para o desenvolvimento de novos materiais leves, com alta resistência mecânica, inércia química, compatibilidade biológica, estabilidade térmica e radioativa para aplicações espaciais, aeronáuticas e industriais têm aumentado a cada ano.A lubrificação sólida tem sido bastante utilizada e estudada para garantir baixo coeficiente de atrito e maior vida útil em ambientes limpos como a área espacial, a indústria alimentícia e de higiene onde a contaminação devido ao uso de graxas e óleos deve ser evitada. Dentro destas necessidades o uso de filmes finos de Diamond-Like-Carbon - DLC para lubrificação sólida tem sido intensivamente estudado no grupo DIMARE (Diamante e Materiais Relacionados) do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) para aplicação em dispositivos espaciais, médicos e outros segmentos industriais com bastante sucesso.Propõe-se neste trabalho o estudo do coeficiente de atrito, desgaste mecânico e dureza em nano escala de filmes de DLC com nano partículas de diamante incorporado, crescido sobre ligas de titânio, por exemplo a liga Ti6Al4V. O coeficiente de atrito, o desgaste, a estabilidade térmica e a dureza dos filmes com diferentes densidades e terminações de superfícies (funcionalização) de nano partículas incorporados serão estudados em função da força aplicada, da espessura dos filmes e da velocidade entre corpo e contra corpo. Diferentes percentagens de hidrogenação do filme de DLC serão, também, consideradas objetivando as aplicações espaciais. Como contra-corpos serão utilizados esferas de liga de titânio Ti6Al4V com e sem filme de DLC, que atuarão diretamente sobre o corpo, também, com e sem filme de DLC. Análises, em nano escala, comparativas serão abordadas.Para as análises de atrito e desgaste serão utilizado dois modos de operação, rotacional e o recíproco-linear, de um tribômetro modelo UMT da CETR instalado no LAS/CTE/INPE. A dureza será medida via nano e micro durômetro, também da CETR e instalado no LAS. A qualidade e o nível de grafitização serão analisadas, fazendo uso de análises via Espectroscopia de Espalhamento Raman. A análise morfológica da superfície dos filmes de DLC será realizada através das técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia de Força atômica e Perfilometria.