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Estudo da interface de carboneto de vanádio desenvolvidas através da termodifusão e por laser cladding para deposição de diamante HFCVD

Processo: 15/25149-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2016
Vigência (Término): 30 de junho de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
Pesquisador responsável:Evaldo Jose Corat
Beneficiário:Djoille Denner Damm
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: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

Resumo

Revestimentos superficiais têm sido utilizados em ferramentas de aço para trabalho a frio, com o objetivo de obter propriedades mecânicas superiores àquelas que podem ser obtidas com os aços ligados, como elevada dureza, elevada condutividade térmica e baixo coeficiente de atrito, além de elevadas resistências mecânica, ao desgaste e a ataques químicos. A proposta deste trabalho é a produção de revestimentos com filmes finos de diamante CVD sobre ferramentas de aço, com a utilização de uma camada intermediária de carboneto de vanádio (VC). Serão consideradas duas formas de revestimentos de VC, pelo processo de termodifusão reativa (TD ou TRD, do Inglês: Thermoreactive Diffusion) e por laser cladding. O processo TRD consiste na ativação térmica da superfície do substrato de aço imerso em um sal fundente, em temperaturas entre 900°C e 1050°C, possibilitando a formação, difusão e reação de vanádio metálico para formar compostos estequiométricos ou quase estequiométricos de VC. Apesar de ser um processo relativamente simples, diversas variáveis podem interferir na formação do carboneto de vanádio, como o ciclo térmico adotado, a proporção dos reagentes e a composição da mistura de pós (fundente, redutor e formador), a composição química do aço utilizado, a concentração de carbono no banho de sal e presença de oxigênio no sistema. O laser cladding de VC é um processo em que uma mistura de pós é dispersa na superfície de um substrato e com a incidência do feixe de laser é formada uma camada fundida na superfície deste substrato de aço. Este processo oferece vantagens em relação à termodifusão, como tempo de processo reduzido e baixo custo. Entretanto, demanda elevada tecnologia. O objetivo desta proposta de doutorado é obter, através das duas técnicas, camadas intermediárias uniformes e com espessura suficiente para inibir a migração de átomos de ferro do substrato para a superfície e atenuar as tensões residuais resultantes da contração da ferramenta no resfriamento a partir da temperatura de obtenção dos revestimentos finais de diamante CVD. Como resultado final deste trabalho pretende-se obter filmes finos de diamante CVD com elevada aderência, utilizando revestimentos intermediários de VC, adequados para aplicações como revestimentos de ferramentas de corte e conformação plástica de metais.

Publicações científicas (6)
(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)
DAMM, D. D.; CONTIN, A.; CARDOSO, L. D. R.; TRAVA-AIROLDI, V. J.; BARQUETE, D. M.; CORAT, E. J. A novel method to mitigate residual stress in CVD diamond film on steel substrates with a single intermediate layer. SURFACE & COATINGS TECHNOLOGY, v. 357, p. 93-102, JAN 15 2019. Citações Web of Science: 0.
DAMM, D. D.; CONTIN, A.; GOMES, M. C. C. B.; TRAVA-AIROLDI, V. J.; BARQUETE, D. M.; CORAT, E. J. Adherent HFCVD diamond on steels substrates using vanadium carbide intermediate layer. DIAMOND AND RELATED MATERIALS, v. 89, p. 218-226, OCT 2018. Citações Web of Science: 0.
DAMM, DJOILLE DENNER; CONTIN, ANDRE; BARBIERI, FERNANDO CRUZ; TRAVA-AIROLDI, VLADIMIR JESUS; BARQUETE, DANILO MACIEL; CORAT, EVALDO JOSE. Interlayers Applied to CVD Diamond Deposition on Steel Substrate: A Review. COATINGS, v. 7, n. 9 SEP 2017. Citações Web of Science: 10.
Synthesis of Vanadium Interface for HFCVD Diamond Deposition on Steel Surface. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, n. ahead, p. -, 2017.
DAMM, DJOILLE DENNER; CONTIN, ANDRE; TRAVA-AIROLDI, VLADIMIR JESUS; DE VASCONCELOS, GETULIO; BARQUETE, DANILO MACIEL; CORAT, EVALDO J. Synthesis of Vanadium Interface for HFCVD Diamond Deposition on Steel Surface. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 20, n. 2, p. 248-253, 2017. Citações Web of Science: 3.
DJOILLE DENNER DAMM; ANDRE CONTIN; VLADIMIR JESUS TRAVA-AIROLDI; GETÚLIO DE VASCONCELOS; DANILO MACIEL BARQUETE; EVALDO J. CORAT. Synthesis of Vanadium Interface for HFCVD Diamond Deposition on Steel Surface. MATERIALS RESEARCH-IBERO-AMERICAN JOURNAL OF MATERIALS, v. 20, p. -, 2017.

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