Propriedades e parâmetros de escala de filmes de DLC depositados sobre aço ferramenta usando sistema PECVD modificado com cátodo adicional

• Autor(a) principal: Ramos, Marco Antonio Ramirez [UNIFESP]
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFESP
• Texto Completo: https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=4161320; https://repositorio.unifesp.br/handle/11600/46835
• topic: filmes de DLC; aço ferramenta; PECVD modificado; diamond-like carbon; catodo adicional; film de DLC; steel tool; modify PECVD; diamond-like carbon; additional cathode

A pesquisa de materiais nanoestruturados super-duros, na forma de revestimentos ou filmes finos, com propriedades avançadas tem possibilitado o desenvolvimento de novos estudos possibilitando evoluções científicas e tecnológicas importantes em diferentes segmentos da academia e do setor produtivo. Entre esses materiais, o carbono amorfo hidrogenado (a-C:H), também conhecido pela sigla em inglês DLC (Diamond-like Carbon), tem se destacado devido a suas excelentes propriedades, tais como alta resistência mecânica, elevada dureza, baixo coeficiente de atrito, biocompatibilidade, entre outras. Um desafio para os pesquisadores da área de engenharia de superfícies é depositar filmes de DLC com alta aderência sobre substratos metálicos para aplicações de interesse industrial, onde os estudos de escala se tornam necessários É muito importante compreender química e fisicamente o processo de aderência e o processo de deposição dos filmes finos de DLC nos diferentes tipos de substratos. O entendimento destes parâmetros possibilita o estudo dos fenômenos envolvidos na aderência e das propriedades destes filmes finos nas diferentes posições dentro do reator. Nesse contexto é importante aperfeiçoar os parâmetros operacionais como o fluxo dos componentes de gases, da pressão, da temperatura, do percentual entre os gases precursores, etc. para a obtenção de filmes homogêneos e com desempenho reprodutivo etc. Assim, nesta linha de pesquisa, este trabalho de doutorado tem por objetivo identificar e compreender melhor as questões envolvidas na adesão entre filmes de DLC e diferentes substratos metálicos, especialmente, com o aprofundamento do uso das técnicas, além das técnicas convencionalmente utilizadas. Para isso, a técnica de DC pulsada PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) com catodo adicional, não explorada até agora, será utilizada para a deposição das interfaces e dos filmes de DLC em grandes áreas e grandes volumes internos de um reator especialmente preparado para este trabalho. Desta forma, a principal contribuição do projeto é o estudo detalhado desta técnica buscando estabelecer os parâmetros de deposição necessários para a síntese de filmes de DLC de alta aderência e baixas tensões residuais e estabelecer uma correlação com as dimensões e geometrias do catodo adicional, que é o principal responsável pela alta aderência. Como parte dos estudos de caracterização dos filmes de DLC, as 2 propriedades estruturais, morfológicas, mecânicas e tribológicas das amostras sintetizadas serão determinadas como função das dimensões do catodo adicional, que pela primeira vez estará sendo estudado para a deposição de DLC. Por fim, enfatiza-se que este sistema PECVD modificado, patenteado pela equipe, opera em pressões abaixo de 10-3 Torr, caracterizando um processo de crescimento de filmes de DLC via PECVD em regime de não colisões, proporcionando alta aderência entre o filme de DLC e os respectivos substratos. Filmes mais duros, mais aderentes, menos hidrogenados e com menor coeficiente de atrito foram obtidos. A uniformidade destes filmes de DLC em todo o volume do reator como função das características da tensão aplicada, em termos de amplitude, largura e frequência de pulso foi, também, estudada mostrando resultados promissores para todos os segmentos da indústria.