Revestimentos de diamante CVD em Si3N4: Atrito e desgaste no deslizamento de pares próprios sem lubrificação

• Autor(a) principal: Abreu,C.S.
• Data de Publicação: 2006
• Outros Autores: Oliveira,F.J., Belmonte,M., Fernandes,A.J.S., Silva,R.F., Gomes,J.R.
• Tipo de documento: Artigo
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://scielo.pt/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0870-83122006000100005
• topic: Diamante CVD; Nitreto de Silício; Atrito; Desgaste

O diamante natural, dada a sua extrema dureza, apresenta elevada resistência ao desgaste. No entanto, além do seu elevado custo, caracteriza-se por uma forte anisotropia no comportamento tribológico. Estas limitações são ultrapassadas pela utilização de revestimentos de diamante obtidos por deposição química em fase vapor (CVD), que pela sua natureza policristalina combinada com a retenção das propriedades de excepção do diamante, proporcionam superfícies com elevado desempenho tribológico. Os revestimentos de diamante CVD podem ser depositados sobre substratos de natureza diversa. Porém, de modo a garantir elevados níveis de adesão, os cerâmicos à base de nitreto de silício (Si3N4) são substratos particularmente atractivos dado possuírem natureza carburígena e um coeficiente de expansão térmica próximo do do diamante. No presente trabalho foram produzidas por sinterização amostras densas de Si3N4, as quais foram posteriormente revestidas a diamante obtido por deposição química a partir da fase gasosa activada por plasma de micro-ondas (MPCVD). Os testes tribológicos foram realizados na configuração esfera-placa (BOF), na ausência de lubrificação e em atmosfera ambiente, envolvendo pares próprios de diamante CVD. A carga normal aplicada variou entre 10 N e 80 N, mantendo-se constante a frequência (1 Hz) de oscilação da placa. O comportamento tribológico foi caracterizado por valores do coeficiente de atrito em regime estacionário extremamente baixos (f ~ 0.03-0.04), acompanhados de taxas de desgaste denotando um regime de desgaste suave a muito suave (10-8 ≤ K ≤10-7 mm³N-1m-1). O principal mecanismo de desgaste consistiu na clivagem dos cristais de diamante paralelamente ao plano de deslizamento, resultando no polimento à escala fina das superfícies em interacção tribológica.