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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
dc.contributor.advisor | Figueroa, Carlos Alejandro | |
dc.contributor.author | Weber, Jennifer Stefani | |
dc.contributor.other | Fukumasu, Newton Kiyoshi | |
dc.contributor.other | Aguzzoli, Cesar | |
dc.contributor.other | Zorzi, Janete | |
dc.date.accessioned | 2023-05-15T12:45:02Z | |
dc.date.available | 2023-05-15T12:45:02Z | |
dc.date.issued | 2023-05-13 | |
dc.date.submitted | 2023-03-29 | |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ucs.br/11338/11958 | |
dc.description | 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] | pt_BR |
dc.description.abstract | Diamond-like carbon (DLC) is an amorphous material widely used in coatings due to its wide range of properties of interest, such as high hardness, resistance to abrasion, chemical corrosion and wear while having low coefficient of friction. However, the main application disadvantage of DLC is its low adhesion on metallic alloys due to high compressive stresses and low density of established chemical connections. One way around this problem is through the application of silicon-containing adhesion interlayers. In this context, the aim of this work is to evaluate the adhesion of DLC films with different interlayer deposition parameters containing silicon. For this, layers of silicon from the precursor tetramethylsilane were deposited on SAE 4140 steel, and, subsequently, the deposition of the carbonaceous film was performed using the technique of chemical vapor deposition assisted by pulsed plasma. The variation of the interlayer?s deposition time (from 1 to 25 min) and the base pressure (from 5×10-2 to 9×10-5 mbar) and their influences on the properties of the system were evaluated through scanning electron microscopy by field emission, X-ray spectroscopy by energy dispersion, spectroscopy of optical emission by glow discharge, Fourier-transform infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, nanohardness, roughness by profilometry, defect density by optical microscopy and scratch test. The results show the presence of three distinct regions in the cross-sectional analysis: a-C:H film, a-SiCx:H interlayer and substrate (SAE 4140 steel) in both deposition series. For the set of samples where the interlayer deposition time was varied, a gradual increase in the silicon contribution is observed as a function of deposition time, in addition to an increasing trend in the density of defects and the ratio of surface defects. The deposited system remained adhered to the samples with interlayers with equal or greater than 5 minutes of deposition time, but no significant variation was identified in the critical loads supported by these coatings. For the set of samples where the base pressure was varied in the deposition, the thickness of the interlayer has a behavior with minimum and maximum similar to a quadratic function and it is observed an increase in the critical load of delamination supported by the film until the second smallest base pressure, consequence of less oxygen and a good Si/C ratio value. [resumo fornecido pelo autor] | en |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, CNPq | pt_BR |
dc.language.iso | en | pt_BR |
dc.language.iso | pt | pt_BR |
dc.subject | Filmes de carbono do tipo diamante | pt_BR |
dc.subject | Carbono | pt_BR |
dc.subject | Silício | pt_BR |
dc.subject | Adesão | pt_BR |
dc.subject | Diamond-like carbon films | en |
dc.subject | Carbon | en |
dc.subject | Silicon | en |
dc.subject | Adhesion | en |
dc.title | 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 | pt_BR |
dc.type | Dissertação | pt_BR |
mtd2-br.advisor.instituation | Universidade de Caxias do Sul | pt_BR |
mtd2-br.advisor.lattes | http://lattes.cnpq.br/8024240257344540 | pt_BR |
mtd2-br.author.lattes | Weber, Jennifer Stefani | pt_BR |
mtd2-br.program.name | Mestrado Acadêmico em Engenharia e Ciência dos Materiais | pt_BR |
mtd2-br.campus | Campus Universitário de Caxias do Sul | pt_BR |
local.data.embargo | 2023-05-12 |