Influência do tempo de deposição e da pressão de base em intercamadas contendo silício: promovendo adesão de filmes finos de DLC sobre aço SAE 4140

• Autor(a) principal: Weber, Jennifer Stefani
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng; por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UCS
• Texto Completo: https://repositorio.ucs.br/11338/11958
• topic: Filmes de carbono do tipo diamante; Carbono; Silício; Adesão; Diamond-like carbon films; Carbon; Silicon; Adhesion

O carbono tipo diamante (DLC) é um material amorfo muito utilizado em revestimentos devido a sua ampla gama de propriedades de interesse, como elevada dureza, resistência à abrasão, à corrosão química e ao desgaste e ainda baixo coeficiente de atrito. Porém, sua principal desvantagem de aplicação é a baixa adesão em ligas metálicas devido às altas tensões compressivas e baixa densidade de ligações estabelecidas. Uma forma de contornar esse problema é através da aplicação de intercamadas de adesão contendo silício. Neste contexto, o objetivo desse trabalho é avaliar a adesão de filmes de DLC com diferentes parâmetros de deposição de intercamadas contendo silício. Para isso, depositaram-se camadas de silício a partir do precursor tetrametilsilano sobre aço SAE 4140, e, posteriormente, fez-se a deposição do filme carbonoso através da técnica de deposição química a vapor assistida por plasma pulsado. Avaliou-se a variação do tempo de deposição da intercamada (de 1 a 25 min) e a variação da pressão de base (de 5×10-2 a 9×10-5 mbar) na deposição e suas influências sobre as propriedades do sistema através de microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo, espectroscopia de raios X por dispersão em energia, espectroscopia de emissão óptica por descarga luminescente, espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier, espectroscopia Raman, nanodureza, rugosidade através de perfilometria, densidade de defeitos através de microscopia óptica e esclerometria linear. Os resultados obtidos evidenciam a presença de três regiões distintas na análise de seção transversal: filme de a-C:H, intercamada de a-SiCx:H e substrato (aço SAE 4140) em ambas as séries de deposição. Para a série de variação de tempo, observa-se um aumento gradual na contribuição de silício em função do tempo de deposição, além da tendência crescente na densidade de defeitos e da razão de defeitos da superfície. O sistema depositado permaneceu aderido nas amostras com intercamadas com tempos iguais ou superiores a 5 min de deposição, porém não foi identificada variação significativa nas cargas críticas suportadas por esses revestimentos. Já para a série de variação da pressão de base na deposição, a espessura da intercamada tem um comportamento com mínimo e máximos similar a uma função quadrática e observa-se um aumento na carga crítica de delaminação suportada pelo filme até a segunda menor pressão de base, consequência de menor presença de oxigênio e bom valor da razão Si/C. [resumo fornecido pelo autor]