Triboquímica Analítica: Estudo da Dependência dos Parâmetros Tribológicos com a Modificação Superficial em Filmes a Base de Carbono.

Resumo

Atualmente existem grandes dificuldades em esclarecer as acentuadas mudanças nas propriedades tribológicas de muitos materiais, especialmente os carbonosos, como função da carga aplicada, do material utilizado como contra corpo e do ambiente de medida, seja em atmosfera de gases nobres, em ambientes agressivos, ou mesmo em alto vácuo. Estes fenômenos têm sido extensivamente estudados e observam-se relevantes discrepâncias entre as interpretações dos resultados. Isto sugere uma área completamente aberta para importantes contribuições científicas, visto a grande demanda por aplicações destes tipos de filmes finos, tais como o DLC (Diamond-Like Carbon) e os compósitos poliméricos nanoestruturados com nanotubos de carbono (CPNE). Assim, aproveitando toda a experiência da equipe nos estudos de filmes finos de DLC e estruturas poliméricas com nanotubos de carbono, propõe-se no presente trabalho, desenvolver meios científicos e tecnológicos inéditos para estudar os mecanismos envolvidos nos fenômenos de superfície e que influenciam diretamente nos fenômenos tribológicos. Serão realizados também, com o auxílio destes meios, estudos dos fenômenos físico-químicos envolvidos na adesão dos filmes.Considerando a altíssima condutividade térmica do diamante, serão produzidos substratos de diamante CVD, na forma de filme espesso e nas dimensões adequadas para os experimentos, onde serão depositados os filmes de DLC e de CPNE. Para que o substrato de diamante-CVD tenha estrutura mecânica adequada, este será brasado sobre um suporte metálico com orifícios para alojar termopares para a medida de temperatura. O pino será projetado com uma extremidade esférica também de diamante e dentro dele será montado um termopar para medir a temperatura no contato com o corpo. A variação de temperatura no contato do corpo (filmes de DLC e de CPNE) com o contra corpo (pino), será analisada em função da carga e da velocidade no modo recíproco linear. Assim serão analisadas as variações de energia envolvidas nas superfícies do corpo e do contra corpo bem como os fenômenos triboquímicos envolvidos serão estudados para propor um modelo apropriado que ajude a esclarecer o mecanismo de formação de um terceiro corpo ou de modificação química da superfície estudada. Inicialmente, serão realizadas medidas apenas com os filmes espessos auto-sustentados de Diamante-CVD onde será estabelecidos os parâmetros de validação da técnica, passando a seguir para os filmes de DLC e de CPNE depositados sobre os filmes de diamante-CVD brasados no suporte metálico.A espectroscopia de espalhamento Raman será bastante utilizada para a identificação da qualidade estrutural dos filmes antes e após os testes de atrito. Os espectros poderão ser correlacionados com a variação de temperatura e ajudarão a entender a interface que promove a aderência. A perfilometria óptica será utilizada para quantificar desgastes nas trilhas como função dos demais parâmetros.