Deposição de filmes de DLC (Diamond Like Carbon) sobre aços para ferramentas AISI D2 e AISI H13 para aplicações industriais em geral

• Processo: 13/22458-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2014
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2016
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Vladimir Jesus Trava-Airoldi
• Beneficiário: Marco Antonio Ramirez Ramos
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 12/15857-1 - Estudos científicos e aplicações inovadoras em diamante-CVD, Diamond-Like Carbon (DLC) e carbono nanoestruturado, obtidos por deposição química na fase vapor, AP.TEM
• Assunto(s): Filmes finos Aço inoxidável Materiais nanoestruturados
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aços Ferramentas e inoxidáveis | Aderência | Desgaste Mecânico e Químico | Diamond-like Carbon - DLC | Filmes finos | Novos Materiais nano estruturados | Engenharia de Superfície e DLC

Resumo

A pesquisa de materiais nanoestruturados com propriedades avançadas é uma necessidade fundamental para o crescimento e o avanço de diversos ramos da economia e da indústria. O carbono amorfo hidrogenado (a-C:H) é um material que possui propriedades que são atraentes do ponto de vista tecnológico, tais como elevada dureza, baixo coeficiente de atrito, serem quimicamente inertes e isolantes elétricos, bio - compatíveis, etc., de tal forma que são também chamados de carbonos tipo-diamante (DLC - Diamond-like Carbon). A maior desvantagem na deposição de filmes duros de DLC está relacionada ao baixo nível de adesão destes filmes em substratos metálicos e cerâmicos, causado pela alta tensão (interna e externa) compressiva destes revestimentos e a baixa densidade de ligações químicas. Uma das técnicas mais utilizadas para a deposição de filmes de DLC é a técnica de PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition). Esta técnica está baseada na deposição do filme usando o chamado plasma frio. Este tipo de plasma é chamado assim devido ao fato da energia cinética (temperatura) dos elétrons serem muito maior que a dos íons. A câmara de deposição por PECVD é formada por dois eletrodos de diferentes áreas. O menor deles, o catodo, conecta-se a uma fonte de corrente DC-pulsada ou de rádio frequência. O outro eletrodo (anodo) é formado pelas paredes da câmara e é aterrado. A fonte de corrente produz o plasma entre os eletrodos. Esse plasma é gerado por colisões dos elétrons acelerados por um campo com os átomos e/ou moléculas da atmosfera precursora, provocando novas ionizações através de diversas reações envolvendo elétrons, íons, moléculas e radicais neutros e ionizados. Esta proposta de projeto de pesquisa em especifico, está direcionada ao estudo, com montagem e caracterização de sistemas de deposição para crescimento de filmes de DLC de alta dureza, baixíssimo coeficiente de atrito e alta aderência em diferentes tipos de substratos metálicos como aços para ferramentas em procura de gerar aplicações espaciais e industriais. A busca por esta alta aderência está fundamentada em estudar processos de deposição de interfaces entre o filme de DLC e o substrato metálico de forma inédita, inclusive envolvendo a incorporação de nano partículas de diamante. Diferentes caracterizações, como as mecânicas, envolvendo dureza, limiar de fadiga, as tribológicas como medidas de coeficiente de atrito, desgaste e aderência e, as técnicas que envolvem buscar mais fundamentais como XPS e SIMS para identificar os tipos de ligações químicas, densidades destas, etc., serão partes importantes deste estudo. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

RAMIREZ, MARCO A. R.; SILVA, PATRICIA C.; CORAT, EVALDO J.; TRAVA-AIROLDI, VLADIMIR J.. An evaluation of the tribological characteristics of DLC films grown on Inconel Alloy 718 using the Active Screen Plasma technique in a Pulsed-DC PECVD system. SURFACE & COATINGS TECHNOLOGY, v. 284, p. 235-239, DEC 25 2015. (13/22458-9)