Estudos dos efeitos da incorporação de nano partículas em filmes de DLC muito espessos

• Processo: 23/08065-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Vladimir Jesus Trava-Airoldi
• Beneficiário: Funsho Olaitan Kolawole
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 19/18572-7 - Novos materiais de carbono: suas aplicações espaciais, ambientais e spin offs relevantes, AP.TEM
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Diamond-like Carbon (DLC) | Filmes Finos e espessos | lubrificante sólido | multicamadas | Nano partículas | PECVD e Confinamento de Íons | DLC-Diamond like Carbon

Resumo

Os filmes finos de DLC tem se mostrado ser uma alternativa para muitas aplicações, não apenas pela sua diversidade de obtenção nos diferentes tipos de substratos com aderência e propriedades mecânicas, tribológicas e biológicas, mas especialmente por poder ser obtido de forma simples em estrutura de multicamada com espessura relativamente grande. Também, com o aperfeiçoamento da técnica de crescimento PECVD, adicionando-se um sistema de confinamento de íons e elétrons, permitiu trabalhar em regime de não colisões e melhorar suas propriedades e a uniformidade de deposição em 3D. Com este novo sistema, a introdução de diferentes nano partículas "in situ" se tornou mais simples e, contudo novas condições de crescimento podem, agora, serem estudadas. Neste trabalho, estudar-se-á todas as propriedades de um filme de DLC de espessura elevada, acima de 5 micrometros. Medidas da dureza, do coeficiente de atrito, da tensão interna, da taxa de desgaste, da biocompatibilidade, da condutividade térmica, da condutividade elétrica, da porosidade, da resistência a corrosão induzida e não induzida, bem como, da energia de superfície, serão estudadas como função da densidade de nano partículas e como função das diferentes nano partículas incorporadas. Inicialmente, em função de resultados preliminares, considera-se importante incorporar nano partículas de diamante, metálicas (Cu, Ag), cerâmicas e de grafeno. Propriedades elétricas e piezoeléctricas serão, também, estudadas a fim investigar mais uma área de aplicação, mais especificamente na área de sensores de força. Ainda, estudos do efeito de tunelamento serão priorizados buscando entender melhor a ação das nano partículas incorporadas nas mudanças das propriedades de superfície e de "bulk" dos filmes de DLC. Para este trabalho será considerada a fabricação das nano partículas de diamante-CVD em nossos laboratórios com diâmetro bem controlado. Para introduzir as nano partículas, em diferentes soluções coloidais, no interior do reator utilizar-se-á válvulas pulsadas com controle do tempo de abertura. As caracterizações tribológicas, mecânicas, químicas e eletroquímicas, de morfologia, análises estrutural, elétrica, etc., serão feitas em nossos Laboratórios. As análises de tunelamento, via AFM, além da estrutura existente no INPE, buscaremos ajuda em outros laboratórios via cooperação científica.

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)

KOLAWOLE, FUNSHO OLAITAN; KOLAWOLE, SHOLA KOLADE; BELLO, SEFIU ADEKUNLE; YAKUBU, SHEDRACH; ADIGUN, OLUWOLE DANIEL; OWA, ADEBAYO FELIX; UMUNAKWE, REGINALD; ADEBAYO, ABDULLAHI OLAWALE; MADUEKE, CHIOMA IFEYINWA. Fracture toughness of duplex CrN/DLC and nano-multilayer DLC-W deposited on valve tappet via hybrid PVD and PECVD. SADHANA-ACADEMY PROCEEDINGS IN ENGINEERING SCIENCES, v. 49, n. 2, p. 10-pg., 2024-04-04. (23/08065-6, 22/05578-0)