Estudos das características tribológicas de filmes de DLC para aplicações em sistema de lubrificação seca. - Lúcia Vieira Santos (2004)
Este trabalho teve como finalidade a realização de estudos das características tribológicas de filmes de carbono do tipo diamante (DLC - do Inglês Diamond-Like Carbon) para aplicações em sistema de lubrificação seca. Os filmes foram obtidos via pulverização catódica por impacto de íons de argônio sobre um alvo de grafita. A descarga para produção de plasma foi gerada via corrente contínua e via radio freqüência. Estudou-se o comportamento e a dureza dos filmes em função da incorporação de hidrogênio na mistura gasosa, da variação da potência utilizada no processo de pulverização catódica e também, em função da polarização do substrato, no início do processo de deposição. A aderência do filme em substratos metálicos foi estudada com a deposição de uma interface de silício. As condições mais propícias de polimento e limpeza do substrato a fim de obter a mais adequada espessura do filme e da interface foram estudadas para se obter a melhor aderência do filme de DLC ao substrato. Com a correlação entre as técnicas de caracterização utilizadas, foi possível estudar a dureza dos filmes de DLC em função da razão das amplitudes das bandas "D" e "G" obtidas a partir do espectro de espalhamento Raman e ainda, identificando que o atrito ficou sempre em cerca de 0,12, quando medido em atmosfera ambiente entre a ponta silício contendo recobrimento de nitreto de silício e o filme de DLC. Os estudos das propriedades tribológicas relativos à rugosidade e atrito dos filmes de DLC, depositados em superfícies lisas, foi feito por meio de microscopia de força atômica (AFM - do Inglês Atomic Force Microscopy) nos modos de força normal e lateral, respectivamente. Diferentes tipos de filmes de DLC em substratos metálicos de aços e da liga de Ti6Al4V foram estudados. Um novo tipo de preparação de superfície de substratos empregados em sistema de alto atrito e que previne solda a frio, com esforço mecânico elevado foi estudado. A superfície de Ti6Al4V foi texturizada a laser criando um perfil ordenado na forma piramidal, caracterizado por valores altos de rugosidade. Esta superfície, desta forma preparada, foi recoberta com filme de DLC e analisada por meio de um perfilômetro a laser. Foi possível observar uma ondulação absolutamente seqüencial com uma rugosidade adicional modulada. Esta análise foi feita com e sem o filme de DLC. Esta superfície com valores altos de rugosidade foi utilizada para aplicações múltiplas visualizadas na área espacial, como lubrificante sólido e como recobrimento protetor anti-solda a frio. Este estudo concentrou-se em peças constituintes de partes de satélite em desenvolvimento no INPE. A qualificação para uso deste lubrificante para a área espacial no INPE é um processo em desenvolvimento, mas como mostrado neste trabalho, é também, um passo importante para a incorporação, em definitivo, desta área nas aplicações espaciais.