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Título: Produção de filmes DLC-Ag através de técnicas assistidas por plasma
Título(s) alternativo(s): Production of DLC-Ag films by plasma assisted techniques
Autor(es): Santos, Laura Camila Diniz dos
Palavras-chave: DLC;Prata;Aderência;Homogeneidade
Data do documento: 9-Jul-2015
Citação: SANTOS, Laura Camila Diniz dos. Produção de filmes DLC-Ag através de técnicas assistidas por plasma. 2015. 100f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015.
Resumo: Diamond-like carbon (DLC) films have awaked growing interest due to its outstanding mechanical and tribological properties such as high hardness, high wear resistance, chemical inertness, and low friction coefficient. This is unique combination of specific properties enable film application in several fields. However, the high level of compressive stresses, which arise during film growth, hinders to obtain high adhesion. Furthermore, the high film hardness coupled to the difference in thermal expansion coefficient regarding the substrate, results in the DLC does not easily follow the deformation of the substrate. It may result in film delamination and complete failure, especially in case of substrates made of steels. The main objective of this work is to study and develop the deposition process of DLC thin films with inclusion of silver nanoparticles by cathodic cage technology. The adhesion between film and substrate as well as the tribological behavior were analyzed in detail. Doped Diamond-like carbon films with silver (DLC-Ag) were deposited on AISI 301 steel by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD). The innovative part of this PhD thesis is the DLC-Ag film deposition by using a silver cathodic cage. Tribologicals tests were performed to evaluate the adhesion between film and substrate, friction coefficient and wear resistance. Raman spectroscopy was applied to verify the structural arrangement of carbon atoms and to obtain important parameters. The films were further characterized by scanning electron microscopy (SEM). The results proved that the deposition by silver cathodic cage is an effective technique for production of more homogeneous DLC-Ag films. The amount of Ag in the film can be adjusted by dwell time of the cathodic cage process.
metadata.dc.description.resumo: O grande interesse no uso de filmes de carbono tipo diamante (DLC) é justificado por suas notáveis propriedades mecânicas e tribológicas, como alta dureza, elevada resistência ao desgaste, inércia química, e baixíssimo coeficiente de atrito. Essa combinação de propriedades únicas confere ao revestimento aplicações nas mais diversas áreas. No entanto, o elevado nível de tensões compressivas, que se originam durante o crescimento do filme, dificulta a obtenção de alta aderência. Além disso, a elevada dureza do filme aliada à diferença no coeficiente de expansão térmica em relação ao substrato faz com que o DLC não acompanhe facilmente a deformação do substrato, o que pode provocar a delaminação e falha total do revestimento, especialmente em aços. O principal objetivo deste trabalho é o estudo e desenvolvimento do processo de deposição de filmes finos de DLC com a inserção de nanopartículas de prata, através da técnica de gaiola catódica, seguido da avaliação de sua aderência ao substrato e seu comportamento tribológico. Neste trabalho, filmes de DLC dopados com prata (DLC-Ag) foram depositados sobre o aço AISI 301, utilizando a técnica de deposição química na fase vapor assistida por plasma (PECVD). A parte inovadora desse trabalho refere-se a deposição do filme de DLC, onde a prata é introduzida utilizando uma gaiola catódica de prata (GCP) durante o processo de deposição. Testes tribológicos foram realizados para se analisar a aderência entre filme e substrato, o coeficiente de atrito, e a resistência ao desgaste. A técnica de espectroscopia Raman foi utilizada para verificar o arranjo estrutural dos átomos de carbono e obter parâmetros importantes. Os filmes foram adicionalmente caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram que a utilização da GCP foi bastante eficaz, pois produziu um filme com maior homogeneidade e dependendo se a gaiola foi utilizada durante todo o processo ou não, há uma proporção maior ou menor de prata no filme de DLC.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/21414
Aparece nas coleções:PPGCEM - Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais

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