Influência da superfície e do processo de semeadura na adesão de filmes de diamante micro/nanocristalino dopados com boro em substrato de titânio e sua aplicação no estudo da degradação eletroquímica do herbicida bentazona

• Autor(a) principal: Marta dos Santos
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2018/07.11.17.45

A deposição de diamante CVD (Chemical Vapor Deposition) em diferentes materiais requer tratamento de superfície do mesmo como a semeadura do substrato com partículas de diamante dispersas em um solvente apropriado usando agitação ultrassônica. Por outro lado, a semeadura por atração eletrostática de partícula de nanodiamante tem mostrado filmes com maior densidade de nucleação em comparação com aqueles obtidos a partir do tratamento ultrassônico. Além disso, a nucleação e o crescimento de filmes de diamante dopados com boro micro/nanocristalinos (DDB/NDDB) em substratos de titânio (Ti) representam um processo complexo, principalmente, pela à fraca adesão do filme devido à diferença dos coeficientes de expansão térmica entre o filme e o substrato. Assim, a morfologia do substrato associada ao processo de semeadura pode ser determinante para esta adesão. Neste contexto, a adesão de filmes de DDB e NDDB no substrato de Ti foi estudada, sistematicamente, considerado-se cinco diferentes rugosidades de superfície de Ti, para dois diferentes processos de semeadura: agitação ultrassônica com partícula de diamante 0,25 μm e semeadura por atração eletrostática com partícula de diamante 4nm em solução de cloreto de potássio. Vinte diferentes tipos de amostras foram crescidos pela técnica de deposição química na fase vapor por 20h, considerando a combinação de nucleação e crescimento de DDB e NDDB, rugosidade do Ti e metodologias de semeadura. As amostras foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de espalhamento Raman e espectroscopia de raios X (DRX). Os testes de aderência foram realizados pelo teste de dureza Rockwell, de acordo com a norma VDI 3198. Os resultados mostraram que os filmes DDB crescidos com semeadura por abrasão mecânica apresentaram a melhor adesão enquanto para os filmes NDDB o melhor resultado foi obtido por semeadura por atração eletrostática, indicando que o processo de semeadura tem papel importante na melhoria das propriedades mecânicas dos filmes de diamante para as duas morfologias estudadas. A partir desses resultados, eletrodos DDB e NDDB foram crescidos nos mesmos parâmetros otimizados com maior área superficial, caracterizados morfologicamente, estruturalmente e eletroquimicamente. Esses eletrodos DDB e NDDB foram utilizados no estudo da degradação eletroquímica do composto bentazona. Os resultados obtidos indicaram que durante a degradação vários intermediários são formados e ocorre a formação de pontos isosbésticos, indicando que durante a degradação existe a formação de equilíbrio acido-base e/ou tautomérico entre os intermediários formados. O eletrodo de NDDB foi mais eficaz no processo de eletrólise do composto bentazona, apresentando o menor consumo energético associado à maior redução de carbono orgânico total.