Estudo de microestruturas fabricadas em PTFE utilizando a técnica STIM

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Bauer, Deiverti de Vila
• Orientador(a): Dias, Johnny Ferraz
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Emissão de raios-x induzida por partículas; Politetrafluoretileno; Microscopia ionica; Feixes de íons
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/281976

A técnica de imageamento STIM (Microscopia Iônica de Varredura por Transmissão) tem emergido como uma técnica inovadora, capaz de caracterizar a forma, o tamanho e a organização de microestruturas em diferentes níveis de profundidade construídas em diversos materiais, ao passo que as técnicas SEM (Microscopia Eletrônica de Varredura) e OM (Microscopia Ótica) limitam-se a investigar a morfologia superficial dos materiais. Até o presente momento, há uma lacuna na exploração de imagens geradas pela técnica STIM, relacionada à visualização interna das microestruturas apenas em uma representação bidimensional. Este trabalho tem como propósito preencher tal lacuna, introduzindo os protocolos SPT (Tomografia de Projeção Única) e CT (Tomografia Computadorizada) à técnica STIM, de forma a superar essa limitação. Pretende-se comparar os resultados obtidos com as duas abordagens propostas com aqueles adquiridos por meio das técnicas SEM e OM, visando avaliar as suas capacidades de investigar propriedades em diferentes profundidades do material. Para esse estudo, folhas e chapas de PTFE (Politetrafluoretileno) foram utilizadas como modelo. O PTFE foi microestruturado através da técnica PBW (Varredura com Feixes de Prótons), utilizando prótons de 2,2 MeV, com feixe de aproximadamente 2 µm2 e fluência de 1x1015 íons.cm-2 na linha de microfeixe iônico do LII-UFRGS (Laboratório de Implantação Iônica da Universiade Federal do Rio Grande do Sul). Um grupo de amostras foi composto por chapas de 2 mm de espessura, irradiadas e posteriormente testadas quanto à corrosão em diferentes meios usando ultrassom. Outros dois grupos de amostras, nesse caso, folhas de PTFE de 25 µm de espessura, também foram microestruturados e sofreram diferentes protocolos de corrosão. Enquanto a temperatura do meio foi mantida constante durante todos os processos de tratamento, os tempos de condicionamento foram variados. Os resultados para os polímeros, com espessura de 2 mm e de 25 µm, indicam que o uso do ultrassom é adequado para a limpeza das estruturas, levando-as a padrões com uma boa razão de aspecto. Os resultados para o polímero de 25 µm de espessura foram interpretados com as técnicas STIM, SEM e OM, fornecendo informações morfológicas distintas. A técnica STIM provou ser eficaz na caracterização de microestruturas profundas no PTFE. O protocolo CT aplicado à técnica STIM está intrinsecamente ligado à análise prévia do protocolo SPT, evidenciando a sinergia entre eles. A análise comparativa entre as técnicas STIM, SEM e OM mostrou que o emprego da STIM se sobressai na visualização de camadas profundas da microestrutura, enquanto a SEM não alcançou essa capacidade. Esse resultado enfatiza que a técnica STIM é uma alternativa vantajosa à técnica SEM no estudo de microestruturas enterradas.