Tratamento de filmes finos de cromo por implantação iônica por imersão em plasma de nitrogênio

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Raquel Alvim de Figueiredo Mansur
• Orientador(a): Carina Barros Mello, Mario Ueda
• Banca de defesa: Rogério de Moraes Oliveira, Getúlio de Vasconcelos
• 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: The aim of this study is to evaluate the behavior of the chromium surface film, deposited on carbon steel (SAE 1070) by Magnetron Sputtering and treated with nitrogen, by plasma immersion ion implantation (PIII). For the PIII treatment, two sources were used: DC discharge and hollow cathode discharge, with variation of the treatment time. These two experiments were carried out in sequence and without breaking vacuum, in the same chamber. PIII treatments were also done at temperatures of 400$^{o}$ C, 500$^{o}$ C and 600$^{o}$ C in another implantation system (HTPIII), after the film deposition. After the treatments, the following characterizations were done: grazing incidence XRD, XPS, AFM, SEM, evaluation of tribological properties, Nanoindentation, scratch testing and corrosion studies. XPS analysis showed the formation of chromium nitrides. Tribology tests showed a reduction in the friction coefficient, mainly for the sample with 2 hours of implantation. All treated samples presented high hardness and scratch resistance. For corrosion, there was no evident influence on the electrochemical potential. The obtained results have proved the effectiveness of PIII treatment on thin films with the formation of nitrides and the improvement of their surface properties.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/06.08.19.35

O objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento da superfície do filme de cromo, depositado em aço carbono (SAE 1070) através da técnica \emph{Magnetron Sputtering} e tratado posteriormente com nitrogênio, através de implantação iônica por imersão em plasma (3IP). Para o tratamento 3IP utilizam-se duas fontes de plasma distintas: descarga DC e descarga tipo catodo oco, com variação do tempo de tratamento. Esses dois experimentos foram realizados sequencialmente e sem quebra de vácuo, na mesma câmara. Realizou-se também tratamentos de 3IP nas temperaturas de 400$^{o}$C, 500$^{o}$C e 600$^{o}$C em outro sistema de implantação (3IPAT), após a deposição do filme. Após os tratamentos, realizaram-se as seguintes caracterizações: DRX por ângulo rasante, XPS, AFM, MEV, avaliação das propriedades tribológicas, nanoindentação, esclerometria e estudos de corrosão. A análise por XPS mostrou a formação de nitretos de cromo. O ensaio de tribologia mostrou redução do coeficiente de atrito, principalmente para a amostra com tempo de duas horas de implantação. Todas as amostras tratadas por 3IP apresentaram aumento da dureza e da resistência ao risco. Quanto à corrosão, não foi evidenciada influência no potencial eletroquímico. Os resultados obtidos comprovaram a eficácia do tratamento 3IP em filmes finos quanto à formação de nitretos e à melhoria das suas propriedades superficiais.