Tratamento de filmes finos de cromo por implantação iônica por imersão em plasma de nitrogênio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Raquel Alvim de Figueiredo Mansur
Data de Publicação: 2016
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-m21b/2016/06.08.19.35
Resumo: O objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento da superfície do filme de cromo, depositado em aço carbono (SAE 1070) através da técnica \emph{Magnetron Sputtering} e tratado posteriormente com nitrogênio, através de implantação iônica por imersão em plasma (3IP). Para o tratamento 3IP utilizam-se duas fontes de plasma distintas: descarga DC e descarga tipo catodo oco, com variação do tempo de tratamento. Esses dois experimentos foram realizados sequencialmente e sem quebra de vácuo, na mesma câmara. Realizou-se também tratamentos de 3IP nas temperaturas de 400$^{o}$C, 500$^{o}$C e 600$^{o}$C em outro sistema de implantação (3IPAT), após a deposição do filme. Após os tratamentos, realizaram-se as seguintes caracterizações: DRX por ângulo rasante, XPS, AFM, MEV, avaliação das propriedades tribológicas, nanoindentação, esclerometria e estudos de corrosão. A análise por XPS mostrou a formação de nitretos de cromo. O ensaio de tribologia mostrou redução do coeficiente de atrito, principalmente para a amostra com tempo de duas horas de implantação. Todas as amostras tratadas por 3IP apresentaram aumento da dureza e da resistência ao risco. Quanto à corrosão, não foi evidenciada influência no potencial eletroquímico. Os resultados obtidos comprovaram a eficácia do tratamento 3IP em filmes finos quanto à formação de nitretos e à melhoria das suas propriedades superficiais.
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spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisTratamento de filmes finos de cromo por implantação iônica por imersão em plasma de nitrogênioTreatment of chrome thin films by plasma immersion ion implantation2016-05-30Carina Barros MelloMario UedaRogério de Moraes OliveiraGetúlio de VasconcelosRaquel Alvim de Figueiredo MansurInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência e Tecnologia de Materiais e SensoresINPEBRplasmafilme finocromoimplantação iônicanitrogênioplasmathin filmchromiumion implantationnitrogenO objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento da superfície do filme de cromo, depositado em aço carbono (SAE 1070) através da técnica \emph{Magnetron Sputtering} e tratado posteriormente com nitrogênio, através de implantação iônica por imersão em plasma (3IP). Para o tratamento 3IP utilizam-se duas fontes de plasma distintas: descarga DC e descarga tipo catodo oco, com variação do tempo de tratamento. Esses dois experimentos foram realizados sequencialmente e sem quebra de vácuo, na mesma câmara. Realizou-se também tratamentos de 3IP nas temperaturas de 400$^{o}$C, 500$^{o}$C e 600$^{o}$C em outro sistema de implantação (3IPAT), após a deposição do filme. Após os tratamentos, realizaram-se as seguintes caracterizações: DRX por ângulo rasante, XPS, AFM, MEV, avaliação das propriedades tribológicas, nanoindentação, esclerometria e estudos de corrosão. A análise por XPS mostrou a formação de nitretos de cromo. O ensaio de tribologia mostrou redução do coeficiente de atrito, principalmente para a amostra com tempo de duas horas de implantação. Todas as amostras tratadas por 3IP apresentaram aumento da dureza e da resistência ao risco. Quanto à corrosão, não foi evidenciada influência no potencial eletroquímico. Os resultados obtidos comprovaram a eficácia do tratamento 3IP em filmes finos quanto à formação de nitretos e à melhoria das suas propriedades superficiais.The aim of this study is to evaluate the behavior of the chromium surface film, deposited on carbon steel (SAE 1070) by Magnetron Sputtering and treated with nitrogen, by plasma immersion ion implantation (PIII). For the PIII treatment, two sources were used: DC discharge and hollow cathode discharge, with variation of the treatment time. These two experiments were carried out in sequence and without breaking vacuum, in the same chamber. PIII treatments were also done at temperatures of 400$^{o}$ C, 500$^{o}$ C and 600$^{o}$ C in another implantation system (HTPIII), after the film deposition. After the treatments, the following characterizations were done: grazing incidence XRD, XPS, AFM, SEM, evaluation of tribological properties, Nanoindentation, scratch testing and corrosion studies. XPS analysis showed the formation of chromium nitrides. Tribology tests showed a reduction in the friction coefficient, mainly for the sample with 2 hours of implantation. All treated samples presented high hardness and scratch resistance. For corrosion, there was no evident influence on the electrochemical potential. The obtained results have proved the effectiveness of PIII treatment on thin films with the formation of nitrides and the improvement of their surface properties.http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/06.08.19.35info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPEinstname:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)instacron:INPE2021-07-31T06:55:08Zoai:urlib.net:sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/06.08.19.35.29-0Biblioteca 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 06:55:09.075Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)false
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