Caracterização de filmes finos : caso do nitreto de alumínio depositado sobre alumínio.
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Data de Publicação: | 2011 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFOP |
Texto Completo: | http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2755 |
Resumo: | O nitreto de alumínio (AlN) é um material de alta dureza e elevada condutividade térmica, além disso é resistente a altas temperaturas e ambiente cáustico sendo, portanto, adequado para revestimentos de proteção e com grande potencial de aplicação como cerâmica semicondutora na indústria microeletrônica. Estas propriedades o colocam como material de interesse para a utilização em aplicações tribológicas, na forma de filmes protetores de ligas pouco resistentes à abrasão, em particular as ligas de alumínio. O AlN que motivou este trabalho foi preparado por pulverização catódica em campo magnético (Magnetron Sputtering) sobre substratos de Al, obtidos através de diferentes condições de extração de calor, de modo a permitir a avaliação da aderência sob ampla variação microestrutural do substrato. Deste modo foi possível elaborar cristais de dimensões macroscópicas, com distintas orientações cristalográficas, que foram detectadas por EBSD. Objetivando avaliar a aderência do filme fino de AlN depositado sobre os cristais de alumínio foram realizados ensaios de microdureza, ondas de choque de pulso laser, contração térmica diferencial e desgaste por esfera rotativa. Estes ensaios junto com as análises microscópicas (MO, AFM e MEV) permitiram evidenciar aspectos qualitativos relacionados à aderência. As regiões em que o filme apresentou uma superfície mais suave (lisa) teve uma aderência melhor do que as regiões em que o filme apresentou uma certa rugosidade. No entanto, as regiões rugosas acomodaram melhor as tensões, funcionando como uma barreira contra a formação de trincas. |
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Pinto, Júlio Félix de Miranda CoelhoCosta, Adilson Rodrigues da2013-04-17T13:16:20Z2013-04-17T13:16:20Z2011PINTO, J. F. de M. C. Caracterização de filmes finos : caso do nitreto de alumínio depositado sobre alumínio. 2011. 75 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2011.http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/2755O nitreto de alumínio (AlN) é um material de alta dureza e elevada condutividade térmica, além disso é resistente a altas temperaturas e ambiente cáustico sendo, portanto, adequado para revestimentos de proteção e com grande potencial de aplicação como cerâmica semicondutora na indústria microeletrônica. Estas propriedades o colocam como material de interesse para a utilização em aplicações tribológicas, na forma de filmes protetores de ligas pouco resistentes à abrasão, em particular as ligas de alumínio. O AlN que motivou este trabalho foi preparado por pulverização catódica em campo magnético (Magnetron Sputtering) sobre substratos de Al, obtidos através de diferentes condições de extração de calor, de modo a permitir a avaliação da aderência sob ampla variação microestrutural do substrato. Deste modo foi possível elaborar cristais de dimensões macroscópicas, com distintas orientações cristalográficas, que foram detectadas por EBSD. Objetivando avaliar a aderência do filme fino de AlN depositado sobre os cristais de alumínio foram realizados ensaios de microdureza, ondas de choque de pulso laser, contração térmica diferencial e desgaste por esfera rotativa. Estes ensaios junto com as análises microscópicas (MO, AFM e MEV) permitiram evidenciar aspectos qualitativos relacionados à aderência. As regiões em que o filme apresentou uma superfície mais suave (lisa) teve uma aderência melhor do que as regiões em que o filme apresentou uma certa rugosidade. No entanto, as regiões rugosas acomodaram melhor as tensões, funcionando como uma barreira contra a formação de trincas.AlN is a material of high hardness and high thermal conductivity. Furthermore, AlN resists high temperatures and caustic chemical etching. Therefore, AlN is an ideal material for various coating and packaging applications. These properties are interesting for use in tribological applications, in the form of protective films to improve abrasion resistance, particularly aluminum alloys. AlN thin films were prepared by magnetron sputtering being deposited on Al substrates. Substrates were obtained by solidification under different heat extraction conditions. These conditions provide samples having grains on a wide range of dimensions and crystallographic orientations as detected by EBSD. Mechanical properties and adherence of these thin coatings were investigating by vickers indentation tests, pulsed laser and differential thermal contraction test. SEM and AFM allowed to observe morphological features related to film-substrate adherence. Vickers micro hardness indentations and ball testing abrasion were performed to reveal features concerning mechanical behavior of the coating. The regions where the film presented a smoother surface had a better grip than the regions where the film had a certain roughness. However, the rough regions better accommodate the stresses, working as a barrier against the formation of cracks.Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.Nitreto de alumínioVaporização magnetronRevestimentos protetoresFilmes finosAluminioCaracterização de filmes finos : caso do nitreto de alumínio depositado sobre alumínio.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/2755/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALDISSERTAÇÃO_ CaracterizaçãoFilmesFinos.pdfDISSERTAÇÃO_ CaracterizaçãoFilmesFinos.pdfapplication/pdf35141467http://www.repositorio.ufop.br/bitstream/123456789/2755/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O_%20Caracteriza%c3%a7%c3%a3oFilmesFinos.pdfbc4723dee0d4c30596d1382b6aa949e9MD51123456789/27552019-04-04 13:41:39.653oai:localhost: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332019-04-04T17:41:39Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false |
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