Tratamento de materiais metálicos via implantação iônica por imersão em plasma de nitrogênio em ambiente com baixa concentração de oxigênio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ataíde Ribeiro da Silva Junior
Data de Publicação: 2010
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2010/09.02.14.27
Resumo: Neste trabalho investigamos os efeitos dos elementos contaminantes presentes na câmara de vácuo do sistema 3IP, em particular, do oxigênio residual que forma compostos óxidos na superfície, sendo grande responsável pela necessidade de alta energia de implantação dos íons para se obter camadas tratadas de espessuras razoáveis. Foi utilizado um espectrômetro de massa (RGA) de filtro quadrupolar para se verificar a composição residual do vácuo e pressões relativas dos elementos presentes na câmara. Encontrou-se uma grande proporção de oxigênio residual para um vácuo com uma pressão de 1x10$^{-3}$ Pa. Minimizando a presença de oxigênio residual em cerca de 80\%, através de limpezas eficazes das paredes da câmara por descarga luminescente e alimentação de gás mais apurada, atenuamos a formação de óxidos durante o tratamento 3IP. Conseguiu-se assim realizar processamentos 3IP extremamente eficientes em materiais metálicos, atingindo camadas implantadas de aproximadamente 50 nm, mesmo em casos como em ligas de alumínio, que normalmente apresentam dificuldades para implantação de nitrogênio em baixas energias. Realiza-se o tratamento 3IP de nitrogênio com pulsos de apenas 3 kV e 15x10$^{-6}$s de duração, numa freqüência de 1 kHz com uma pressão de operação de 1 Pa.
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spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisTratamento de materiais metálicos via implantação iônica por imersão em plasma de nitrogênio em ambiente com baixa concentração de oxigênioTreatment of metal materials via nitrogen plasma immersion ion implantation with low oxygen concentration environment2010-09-28Mario UedaRogério de Moraes OliveiraMunemasa MachidaAtaíde Ribeiro da Silva JuniorInstituto Nacional de Pesquisas EspaciaisPrograma de Pós-Graduação do INPE em Ciência e Tecnologia de Materiais e SensoresINPEBRimplantação iônicaalumíniooxigênio residualAnalisador de Gas Residual (RGA)ion implantationaluminiumresidual oxigenResidual Gas Analyzer (RGA)Neste trabalho investigamos os efeitos dos elementos contaminantes presentes na câmara de vácuo do sistema 3IP, em particular, do oxigênio residual que forma compostos óxidos na superfície, sendo grande responsável pela necessidade de alta energia de implantação dos íons para se obter camadas tratadas de espessuras razoáveis. Foi utilizado um espectrômetro de massa (RGA) de filtro quadrupolar para se verificar a composição residual do vácuo e pressões relativas dos elementos presentes na câmara. Encontrou-se uma grande proporção de oxigênio residual para um vácuo com uma pressão de 1x10$^{-3}$ Pa. Minimizando a presença de oxigênio residual em cerca de 80\%, através de limpezas eficazes das paredes da câmara por descarga luminescente e alimentação de gás mais apurada, atenuamos a formação de óxidos durante o tratamento 3IP. Conseguiu-se assim realizar processamentos 3IP extremamente eficientes em materiais metálicos, atingindo camadas implantadas de aproximadamente 50 nm, mesmo em casos como em ligas de alumínio, que normalmente apresentam dificuldades para implantação de nitrogênio em baixas energias. Realiza-se o tratamento 3IP de nitrogênio com pulsos de apenas 3 kV e 15x10$^{-6}$s de duração, numa freqüência de 1 kHz com uma pressão de operação de 1 Pa.In this work, we investigated the effects of the contaminants present in the vacuum chamber of the PI3 system, in particular, the residual oxygen, which results in the formation of the oxide compounds on the surface and hence is responsible for the high implantation energies required to achieve reasonably thick treated layers. We used a mass spectrometer (RGA) with a quadrupole filter to verify the composition of the residual vacuum and pressure of the elements present in the chamber. Initially, we found a high proportion of residual oxygen in a base pressure of 1x10$^{-3}$ Pa. Minimizing the residual oxygen percentage in about 80\%, by efficient cleaning of the chamber walls and improving the gas feeding process, we mitigated the formation of oxides during PI3 process. As a result, we achieved a highly efficient PI3 processing, obtaining implanted layers reaching about 50 nm, even in cases such as aluminum alloy, which is very difficult to nitrogen implant at low energies. We performed nitrogen PI3 treatments with pulses of only 3 kV and 15x10$^{-6}$ s at 1kHz with an operating pressure of 1Pa.http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2010/09.02.14.27info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPEinstname:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)instacron:INPE2021-07-31T06:53:28Zoai:urlib.net:sid.inpe.br/mtc-m19/2010/09.02.14.27.49-0Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bibdigital.sid.inpe.br/PUBhttp://bibdigital.sid.inpe.br/col/iconet.com.br/banon/2003/11.21.21.08/doc/oai.cgiopendoar:32772021-07-31 06:53:29.131Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)false
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