[pt] PROPRIEDADES ESTRUTURAIS, MECÂNICAS E TRIBOLÓGICAS DE FILMES DE TIB2 E TI-B-N DEPOSITADOS POR EROSÃO CATÓDICA

[en] STRUCTURAL, MECHANICAL AND TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF TIB2 AND TI-B-N FILMS DEPOSITED BY REACTIVE DC MAGNETRON SPUTTERING

[pt] CARLOS MANUEL SANCHEZ TASAYCO

[pt] FILMES FINOS

[pt] DIBORATO DE TITANIO

[pt] TRIBOLOGIA

[pt] NITROGENIO

[en] THIN FILMS

[en] TITANIUM DIBORIDE

[en] TRIBOLOGY

[en] NITROGEN

[pt] O presente trabalho teve como objetivo central o estudo das modificações nas propriedades estruturais, mecânicas e tribológicas causadas pela incorporação de nitrogênio em filmes de diborato de titânio (TiB2) crescidos pela técnica de erosão catódica assistida por um campo magnético. Os revestimentos de Ti-B-N com diferentes conteúdos de nitrogênio foram depositados em substratos de silício cristalino (100) a partir da erosão de um alvo de diborato de titânio mediante o uso da técnica de erosão catódica em uma atmosfera de argônio e nitrogênio e com tensões de polarização variando entre +100V e - 100V. Os efeitos do conteúdo de nitrogênio e a influência da tensão de polarização na estrutura e no comportamento tribológico foram investigados com o uso da técnica nuclear de retroespalhamento Rutherford (RBS), espectroscopia de fotoelétrons induzida por raios-x (XPS), difração por raios-x (XRD), perfilometria (medidas de tensão interna), microscopia de força atômica (AFM) e de ângulo de contato. Os resultados do presente trabalho mostraram que a incorporação de nitrogênio produz filmes com tensões internas cada vez mais compressivas. No entanto a mudança da tensão de autopolarização a valores positivos provocou uma relaxação na tensão interna. Nesses casos, foi observada uma melhor adesão dos filmes aos substratos de silício. Os resultados de XPS mostraram que as fases, TiB2, BN e TiN, estão presentes nos filmes de Ti-B-N e a caracterização por XRD determinou a estrutura nanocristalina desses revestimentos. Medidas de AFM indicaram valores de rugosidade superficial entre 1 e 2nm.

[en] The main purpose of the present work was the study of the effects on the structural, mechanical and tribological properties of the incorporation of nitrogen in titanium diboride films (TiB2) grown by reactive dc magnetron sputtering. Ti-BN coatings with different N contents were deposited on Si (100) substrates from a TiB2 target. The sputtering was carried out in an Ar-N2 gas mixture with a substrate bias voltage in the range between +100V e -100V. The effects of the nitrogen content and the influence of substrate bias voltage on the coatings properties were studied by Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS), XRay photoelectron spectroscopy (XPS), X-Ray diffraction (XRD), profilometry (internal stress measurements), atomic force microscopy (AFM) and contact angle measurements. The results of the present work show that nitrogen incorporation produces films with higher compressive internal stress. However, a positive substrate bias reduces the compressive stress, thus resulting in a better adhesion to the substrate. The XPS results showed that the TiB2, TiN and BN phases are present in the Ti-B-N films. Characterization by XRD determined the nanocrystalline structure of Ti-B-N coatings. Measurements by AFM revealed low surface roughness values.

FERNANDO LAZARO FREIRE JUNIOR

FERNANDO LAZARO FREIRE JUNIOR

FRANCISCO DAS CHAGAS MARQUES

MONICA DE MESQUITA LACERDA

MARCOS ANTONIO ZEN VASCONCELLOS

MARCELO EDUARDO HUGUENIN MAIA DA COSTA

2007-06-04

2007-04-19

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=10020@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=10020@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.10020