Estudo da modificação de superfície de aços com processos de sub-implantação iônica e difusão de carbono, com produção de interface, visando melhorar a aderência de filmes de DLC

• Processo: 12/05782-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2012
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2014
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Vladimir Jesus Trava-Airoldi
• Beneficiário: Lânia Auxiliadora Pereira
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Assunto(s): Desenvolvimento de novos materiais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aderência | Filmes de DLC | Interface | Modificação de superfície | Sub-implantação iônica | tensões | Novos Materiais

Resumo

O estudo de filmes de DLC (Diamond-likeCarbon) é atualmente de grande interesse da comunidade científica e tecnológica devido às suas propriedades como baixo coeficiente de atrito, elevada dureza, inércia química, possibilidade de deposição em substratos metálicos com diferentes formas, obtenção em grandes escalas e especialmente a alta aderência obtida em superfícies de materiais ferrosos. Este singular conjunto de propriedades pode ser associado a mais vasta área de aplicação como lubrificantes sólidos, revestimentos protetores de superfícies expostas ao ambiente espacial, são resistentes à radiação ionizante, podem revestir superfícies expostas em ambientes químicos agressivos, como na indústria do petróleo, do álcool, de celulose, podendo ser utilizado também como revestimento de próteses ortopédicas, odontológicas, cateteres, entre outras aplicações destas áreas, por ser um material biocompatível e, também, por apresentar propriedade bactericida.Atualmente, no INPE, são produzidos filmes de DLC "superaderidos" utilizando um pré-tratamento de carbonitretação. Entretanto, esse processo modifica a superfície da maioria dos aços expondo-os mais à corrosão química. Assim, propõe-se neste trabalho, um estudo aprofundado de se modificar as superfícies de aços utilizando apenas o átomo de carbono e o átomo de silício como agentes formadores de interfaces entre os substratos e o filme de DLC. Estudar-se-á uma mistura do processo de difusão de carbono com o processo de sub implantação iônica de carbono e silício. Espera-se obter uma interface, com propriedade mecânica intermediária à do substrato e do filme de DLC, mas com formação de ligações químicas fortes que garantam uma alta aderência. Esta interface será caracterizada via estudos tribológicos, com ajuda de perfilometria e análises de superfícies com MEV, XPSe espectroscopia de espalhamento Raman. Assim, utilizando-se a técnica PECVD de crescimento dos filmes de DLC estudar-se-á a melhor mistura dos gases Ar, H2, CH4 e SiH4 associada às diferentes parâmetros de sub implantação iônica para a melhor condição de aderência dos filmes de DLC, sem que para isso, suas ótimas propriedades sejam prejudicadas. (AU)