Estudos dos mecanismos que promovem a aderência de DLC na superfície de cobre

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Guilherme Faria da Silva
• Orientador(a): Vladimir Jesus Trava-Airoldi, João Roberto Moro
• Banca de defesa: João Paulo Barros Machado, Gislene Valdete Martins
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores
• País: BR
• Resumo em Inglês: Amorphous carbon films, containing both \textit{sp}$^{2}$ and \textit{sp}$^{3}$ hybridization and, generally, some hydrogen have different properties compared to diamond, but the low cost, low deposition temperature and ability to deposit on large structures make diamond-like carbon (DLC) a competitive coating material. DLC coatings continue to attract attention to their low friction coefficient, high degree of hardness, chemical inertness and high wear resistance. Thin films of hydrogenated DLC and silicon doped DLC (DLC-Si) with silicon interlayers have been deposited on copper using the method known as Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD). Preceding the study of the interlayer, computer simulations were conducted to compare the effects of silicon ions focusing on different materials. Silicon ions were implanted in copper substrates to create an interlayer and to increase the adhesion. In this work tribological properties of hydrogenated DLC coatings were investigated. The tribological performance of the coatings will be discussed in context of their adhesion, residual stress and hardness. Raman spectroscopy was also employed to estimate the amount of hydrogen in the film and to determine the ratio \textit{I}$_{D}$/\textit{I}$_{G}$. Using an optical profilometer was possible to obtain information about the topography of the surface, as the data from films roughness and thickness. Overall, the results of surface characteri-zation techniques indicated the formation of a transition region with intermediate mechanical properties between film and substrate, which resulted in achieving good adhesion of DLC films on the studied substrates.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2013/03.14.19.28

Filmes de carbono amorfo, contendo tanto hibridizações \textit{sp}$^{2}$ quanto hibridizações \textit{sp}$^{3}$ e geralmente, um pouco de hidrogênio, têm propriedades diferenciadas em relação ao diamante, mas o baixo custo, a baixa temperatura de deposição e a capacidade de se depositar em grandes estruturas, torna o carbono tipo diamante (DLC) um material de revestimento competitivo. Revestimentos de DLC continuam a atrair atenção pelo seu baixo coeficiente de atrito, elevada dureza, inércia química e alta resistência ao desgaste. Filmes finos de DLC hidrogenado e DLC dopado com silício (DLC-Si) com intercamadas de silício foram depositados sobre o cobre utilizando o método conhecido como deposição química na fase vapor assistida por plasma (PECVD). Precedendo o estudo da intercamada, simulações de computador foram realizadas para comparar os efeitos dos íons de silício implantados em diferentes materiais. Íons de silício foram implantados em substratos de cobre para criar uma camada intermediária e aumentar a aderência. Neste trabalho, propriedades tribológicas dos revestimentos de DLC hidrogenados foram investigadas. O desempenho tribológico dos revestimentos será discutido no contexto da adesão, tensão residual e dureza. A espectroscopia Raman também foi utilizada para estimar a quantidade de hidrogênio no filme, e determinar a proporção \textit{I}$_{D}$/\textit{I}$_{G}$. Com o auxílio de um perfilômetro óptico foi possível obter informações sobre a topografia de superfície, como dados de rugosidade e espessura dos filmes. No geral, os resultados das técnicas de caracterização de superfície foram capazes de indicar a formação de uma região de transição com propriedades mecânicas intermediárias entre o filme e o substrato, o que resultou na obtenção de uma boa aderência de filmes de DLC sobre os substratos estudados.