Caracterização tribológica do revestimento ta-C/DLC (carbono tipo diamante/ amorfo tetraédrico não hidrogenado) sobre aço ABNT 52100 em contato e movimento relativo com esfera de Si3N4

• Autor(a) principal: David Jonhson Barcelos
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BCGHUS
• topic: Ta-C/DLC; Si3N4; Tribômetro; PVD; Revestimentos; Desgaste mecânico; Nitreto de silicio; Engenharia mecânica

Os revestimentos DLC (carbono tipo diamante) são filmes finos formados por carbono de ligações sp2 e sp3 em diferentes proporções e têm por características principais seu baixo coeficiente de atrito, alta dureza, inércia química, compatibilidade biológica, transparência óptica e também isolamento elétrico. O filme DLC amorfo tetraédrico não hidrogenado (ta-C) é composto de grandes proporções de ligações sp3 que melhoram estas propriedades. Este trabalho propõe um aprofundamento no estudo do coeficiente de atrito e do desgaste mecânico do revestimento de carbono amorfo tetraédrico (ta-C) DLC em contato com material cerâmico (Si3N4), a fim de avaliar o seu comportamento e compará-lo com o substrato sem revestimento (aço ABNT 52100) em contato com o mesmo material. Para reduzir o efeito negativo de contaminantes em óleos lubrificantes, ou mesmo, reduzir o atrito em situações de difícil lubrificação, o revestimento DLC pode ser aplicado nas superfícies de materiais a seco, com redução do coeficiente de atrito, alta resistência ao desgaste por deslizamento e aumento de durabilidade dos componentes. Estudou-se o efeito do revestimento superficial ta-C/DLC na resistência ao atrito e desgaste a partir de ensaios realizados em um tribômetro pino sobre disco em ambiente seco e temperatura ambiente. O revestimento superficial foi produzido com filmes de ta-C/DLC depositado pelo método à base PVD (Deposição física a vapor) evaporação por arco catódico com ~ 1,5 m de espessura sobre substrato de aço ABNT 52100. O comportamento do atrito e do desgaste do filme de DLC, e também do aço ABNT 52100 sem o revestimento de DLC foram avaliados contra esferas de nitreto de silício (Si3N4) com pressão de contato, e movimento relativo. Realizou-se a caracterização do filme de DLC antes do ensaio tribológico a partir da MEV, EDS, ensaio de riscamento, perfilometria, nanoindentação e espectroscopia Raman. Em seguida, as superfícies desgastadas do corpo e contracorpo foram analisadas por meio da perfilometria e MEV. Os resultados de atrito e desgaste para o filme de ta-C/DLC à seco em contato com o nitreto de silício (Si3N4) foram muito significativos, com valores de atrito entre 0,03 e 0,05 para alta carga e baixa carga, respectivamente, indicando também, desgaste abrasivo brando. Já a superfície de aço AISI 52100 em contato com o nitreto de silício (Si3N4) obteve valores de coeficiente de atrito maiores para as mesmas condições (entre 0,65 e 0,825) e desgaste severo.