Propriedades fisico-químicas, mecânicas e tribológicas de filmes finos de Si3N4 contendo MoS2
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Data
2014-06-24Orientador
Figueroa, Carlos Alejandro
Farias, Maria Cristina More
Metadata
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Um dos objetivos da engenharia de superfícies, dentre outros, é combinar as
propriedades físico-químicas, tribológicas e mecânicas das superfícies dos materiais
visando obter propriedades específicas para esses, como, uma elevada dureza,
baixo coeficiente de atrito e elevada resistência ao desgaste, associadas a
características estruturais que permitam a conservação dessas propriedades em
diferentes condições de trabalho através do desenvolvimento de revestimentos e/ou
filmes finos. Neste trabalho foram estudados revestimentos compostos por Si3N4 e
MoS2 co-depositados sobre carbono e silício através de reactive magnetron
sputtering, a uma temperatura de 150°C variando o conteúdo de MoS2 nas amostras
de 0, 0,1, 0,3, 0,4 e 0,6% at. Diversas técnicas para caracterização das propriedades
dos sistemas foram utilizadas. As amostras também foram caracterizadas antes e
após tratamento térmico a 400°C durante 24h. Os filmes apresentaram razões de
composição de Si/N de 0,74 e Mo/S de 0,5, ou seja, estequiométricos, além de
serem amorfos e homogêneos em perfil e conterem mínimas quantias de
contaminantes. Para Si3N4 puro à temperatura ambiente obteve-se dureza de 17,1 ±
2,8 e para a amostra de Si3N4 com 0,1% at de MoS2 a dureza atingida foi de 23,5 ±
2,0, representando um aumento de 37% no valor da dureza. O processo de
tratamento térmico das amostras estimulou a difusão dos elementos químicos
constituintes do filme composto e pode ser associado às mudanças mecânicas e
tribológicas observadas após tratamento térmico. A amostras com incorporação de
MoS2 apresentaram queda de até 55% no coeficiente de atrito em relação a amostra
de Si3N4 puro.