A molhabilidade é uma propriedade de superfície que depende de fatores químicos e físicos. Entre as várias técnicas que permitem ajustar a molhabilidade, pode-se citar os tratamentos por plasma e ultravioleta de vácuo (VUV), a enxertia e a deposição física de vapor. Dependendo da técnica escolhida e dos parâmetros de tratamento, pode-se obter superfícies hidrofílicas, hidrofóbicas ou superhidrofóbicas. O objetivo deste trabalho é obter superfícies hidrofílicas, hidrofóbicas e superhidrofóbicas a partir da modificação da molhabilidade do polipropileno (PP). Para isso, amostras de PP foram primeiramente funcionalizadas com oxigênio via tratamento por plasma ou ultravioleta de vácuo. Estas amostras foram enxertadas com o silsesquioxano poliédrico oligomérico-isotiocianato (POSS-NCS). Por último, estas superfícies foram recobertas com grupos fluorados via evaporação de politetrafluoretileno (PTFE). Os resultados mostram que a superfície das amostras tratadas por plasma/VUV e enxertadas apresentam estruturação de ordem nanométrica. O valor mais baixo para o ângulo de contato em água foi de 24º, obtido após 15 min de tratamento por plasma, e o valor mais alto foi de 163º, obtido após 25 min de evaporação de PTFE sobre a superfície enxertada com POSS-NCS na amostra tratada por plasma durante 20 min. Esta amostra possui baixa histerese angular (~5º), associada ao efeito auto-limpante. / The wettability is a surface property that depends on chemical and physical factors. Among the various techniques which allow tuning of wettability, can be mentioned plasma and vacuum ultraviolet (VUV) treatments, grafting and physical vapor deposition. Depending on the technique used and the treatment parameters can be obtained hydrophilic, hydrophobic or superhydrophobic surfaces. The aim of this work is to obtain hydrophilic, hydrophobic and superhydrophobic surfaces from the modification of the wettability of polypropylene (PP). To achieve this, PP samples were first functionalized via oxygen plasma treatment or vacuum ultraviolet. These samples were grafted with polyhedral oligomeric silsesquioxane-isothiocyanate (POSS- NCS). Finally, these surfaces were coated with fluorinated groups via evaporation of polytetrafluoroethylene (PTFE). The results show that the sample surface treated by plasma/VUV and grafted present structuring of nanometric order. The lower value for the water contact angle was 24º, obtained after 15 min of plasma treatment, and the highest value was 163º, obtained after 25 min of evaporation of PTFE on the surface grafted with POSS-NCS in the sample treated by plasma for 20 min. This sample has low angular hysteresis (~ 5º) which is associated with this self-cleaning effect.

A molhabilidade é uma propriedade de superfície que depende de fatores químicos e físicos. Entre as várias técnicas que permitem ajustar a molhabilidade, pode-se citar os tratamentos por plasma e ultravioleta de vácuo (VUV), a enxertia e a deposição física de vapor. Dependendo da técnica escolhida e dos parâmetros de tratamento, pode-se obter superfícies hidrofílicas, hidrofóbicas ou superhidrofóbicas. O objetivo deste trabalho é obter superfícies hidrofílicas, hidrofóbicas e superhidrofóbicas a partir da modificação da molhabilidade do polipropileno (PP). Para isso, amostras de PP foram primeiramente funcionalizadas com oxigênio via tratamento por plasma ou ultravioleta de vácuo. Estas amostras foram enxertadas com o silsesquioxano poliédrico oligomérico-isotiocianato (POSS-NCS). Por último, estas superfícies foram recobertas com grupos fluorados via evaporação de politetrafluoretileno (PTFE). Os resultados mostram que a superfície das amostras tratadas por plasma/VUV e enxertadas apresentam estruturação de ordem nanométrica. O valor mais baixo para o ângulo de contato em água foi de 24º, obtido após 15 min de tratamento por plasma, e o valor mais alto foi de 163º, obtido após 25 min de evaporação de PTFE sobre a superfície enxertada com POSS-NCS na amostra tratada por plasma durante 20 min. Esta amostra possui baixa histerese angular (~5º), associada ao efeito auto-limpante. / The wettability is a surface property that depends on chemical and physical factors. Among the various techniques which allow tuning of wettability, can be mentioned plasma and vacuum ultraviolet (VUV) treatments, grafting and physical vapor deposition. Depending on the technique used and the treatment parameters can be obtained hydrophilic, hydrophobic or superhydrophobic surfaces. The aim of this work is to obtain hydrophilic, hydrophobic and superhydrophobic surfaces from the modification of the wettability of polypropylene (PP). To achieve this, PP samples were first functionalized via oxygen plasma treatment or vacuum ultraviolet. These samples were grafted with polyhedral oligomeric silsesquioxane-isothiocyanate (POSS- NCS). Finally, these surfaces were coated with fluorinated groups via evaporation of polytetrafluoroethylene (PTFE). The results show that the sample surface treated by plasma/VUV and grafted present structuring of nanometric order. The lower value for the water contact angle was 24º, obtained after 15 min of plasma treatment, and the highest value was 163º, obtained after 25 min of evaporation of PTFE on the surface grafted with POSS-NCS in the sample treated by plasma for 20 min. This sample has low angular hysteresis (~ 5º) which is associated with this self-cleaning effect.

A molhabilidade é uma propriedade de superfície que depende de fatores químicos e físicos. Entre as várias técnicas que permitem ajustar a molhabilidade, pode-se citar os tratamentos por plasma e ultravioleta de vácuo (VUV), a enxertia e a deposição física de vapor. Dependendo da técnica escolhida e dos parâmetros de tratamento, pode-se obter superfícies hidrofílicas, hidrofóbicas ou superhidrofóbicas. O objetivo deste trabalho é obter superfícies hidrofílicas, hidrofóbicas e superhidrofóbicas a partir da modificação da molhabilidade do polipropileno (PP). Para isso, amostras de PP foram primeiramente funcionalizadas com oxigênio via tratamento por plasma ou ultravioleta de vácuo. Estas amostras foram enxertadas com o silsesquioxano poliédrico oligomérico-isotiocianato (POSS-NCS). Por último, estas superfícies foram recobertas com grupos fluorados via evaporação de politetrafluoretileno (PTFE). Os resultados mostram que a superfície das amostras tratadas por plasma/VUV e enxertadas apresentam estruturação de ordem nanométrica. O valor mais baixo para o ângulo de contato em água foi de 24º, obtido após 15 min de tratamento por plasma, e o valor mais alto foi de 163º, obtido após 25 min de evaporação de PTFE sobre a superfície enxertada com POSS-NCS na amostra tratada por plasma durante 20 min. Esta amostra possui baixa histerese angular (~5º), associada ao efeito auto-limpante. / The wettability is a surface property that depends on chemical and physical factors. Among the various techniques which allow tuning of wettability, can be mentioned plasma and vacuum ultraviolet (VUV) treatments, grafting and physical vapor deposition. Depending on the technique used and the treatment parameters can be obtained hydrophilic, hydrophobic or superhydrophobic surfaces. The aim of this work is to obtain hydrophilic, hydrophobic and superhydrophobic surfaces from the modification of the wettability of polypropylene (PP). To achieve this, PP samples were first functionalized via oxygen plasma treatment or vacuum ultraviolet. These samples were grafted with polyhedral oligomeric silsesquioxane-isothiocyanate (POSS- NCS). Finally, these surfaces were coated with fluorinated groups via evaporation of polytetrafluoroethylene (PTFE). The results show that the sample surface treated by plasma/VUV and grafted present structuring of nanometric order. The lower value for the water contact angle was 24º, obtained after 15 min of plasma treatment, and the highest value was 163º, obtained after 25 min of evaporation of PTFE on the surface grafted with POSS-NCS in the sample treated by plasma for 20 min. This sample has low angular hysteresis (~ 5º) which is associated with this self-cleaning effect.

Amostras de aço AISI H13 foram nitretadas utilizando uma fonte DC por 5 horas, em atmosfera de 80%N2/20%H2, em duas densidades de corrente (alta e baixa) e em diferentes temperaturas. As fases formadas nas amostras nitretadas foram correlacionadas com o comportamento do coeficiente de atrito, do desgaste e da dureza. As intensidades de emissão luminescente relacionadas aos íons N2+ e moléculas N2 no plasma foram medidas e observou-se que são maiores nas condições em que as densidades de corrente também são maiores. Como esperado de resultados da literatura, quanto maior a temperatura de nitretação maior é a espessura das camadas nitretadas. Foi observado que em temperaturas iguais, maiores densidades de corrente provocam a formação de camadas de compostos mais espessas. As amostras foram analisadas usando difração de raios X por incidência rasante, espectroscopia Mössbauer de conversão de elétrons, análise por reação nuclear, espectroscopia de emissão óptica por descarga luminescente, microscopia eletrônica de varredura, análise por microssonda eletrônica e perfilometria. As amostras foram testadas em um ultramicrodurômetro e em um tribômetro do tipo pino-sobre-disco. Análises Rietveld foram aplicadas aos difratogramas do material massivo e da zona de difusão para discriminar entre as fases ferrita e martensita. A composição de fases das amostras nitretadas utilizando diferentes parâmetros mostraram a presença de diferentes fases contendo nitrogênio (e, y' e martensita ∝'-Fe(N)) e carbono (martensita ∝' -Fe(C) e cementita). Na maior temperatura usada neste trabalho, a quantidade relativa das fases e e y' mostrou dependência da densidade de corrente. A correlação entre o conteúdo das fases e as propriedades mecânicas e tribológicas mostrou que nas amostras onde a segregação de carbono foi associada com a formação de cementita, o coeficiente de fricção foi menor do que nas regiões onde as fases e ,y' e martensita foram observadas. Nas amostras com maior conteúdo de martensita e menos e e y', o desgaste foi menor. A distribuição em profundidade da dureza e do conteúdo de martensita y' Fe(N) apresentaram o mesmo comportamento. / AISI H13 steel samples were nitrided using a DC source for 5 hours, under 80% N2/20% H2 atmosphere, at two current densities (high and low), and different temperatures. The phase content on the plasma nitrided samples was correlated to coefficient of friction, wear, and hardness. The plasma emissions were measured and it was observed that the intensity of N2+ ions and N2 molecules was higher at high current density. As expected from previous results in the literature, higher nitriding temperatures resulted in thicker layers. It was observed that at the same temperatures, higher current densities induced thicker compound layers as well. The samples were analysed with grazing incidence x-ray diffraction, conversion electron Mössbauer spectroscopy, nuclear reaction analysis, glow discharge optical emission spectroscopy, scanning electron microscopy, electron microprobe analysis, and perfilometry, and were tested in an ultramicrohardness tester and on a pin-on-disc tribometer. Rietveld analysis was applied to discriminate between ferrite and martensite in the diffraction patterns of the bulk samples and of the diffusion zone. The phase composition of the nitrided samples with different parameters showed the presence of different phases containing nitrogen (e, y', and martensite) and cementite. At the highest temperature used in this work, the relative amount of the phases e and y'showed a dependency on the current density. The correlation of the phase content with the mechanical and tribological properties showed that in samples with carbon segregation and formation of cementite, the friction coefficient was lower than in in regions where the phases e, y', and martensite were observed. In the samples with higher martensite content and less e,y' the mechanical wear was lower. Hardness presented the same trend as the content of martensite ∝'-Fe(N) in the depth profile.

Amostras de aço AISI H13 foram nitretadas utilizando uma fonte DC por 5 horas, em atmosfera de 80%N2/20%H2, em duas densidades de corrente (alta e baixa) e em diferentes temperaturas. As fases formadas nas amostras nitretadas foram correlacionadas com o comportamento do coeficiente de atrito, do desgaste e da dureza. As intensidades de emissão luminescente relacionadas aos íons N2+ e moléculas N2 no plasma foram medidas e observou-se que são maiores nas condições em que as densidades de corrente também são maiores. Como esperado de resultados da literatura, quanto maior a temperatura de nitretação maior é a espessura das camadas nitretadas. Foi observado que em temperaturas iguais, maiores densidades de corrente provocam a formação de camadas de compostos mais espessas. As amostras foram analisadas usando difração de raios X por incidência rasante, espectroscopia Mössbauer de conversão de elétrons, análise por reação nuclear, espectroscopia de emissão óptica por descarga luminescente, microscopia eletrônica de varredura, análise por microssonda eletrônica e perfilometria. As amostras foram testadas em um ultramicrodurômetro e em um tribômetro do tipo pino-sobre-disco. Análises Rietveld foram aplicadas aos difratogramas do material massivo e da zona de difusão para discriminar entre as fases ferrita e martensita. A composição de fases das amostras nitretadas utilizando diferentes parâmetros mostraram a presença de diferentes fases contendo nitrogênio (e, y' e martensita ∝'-Fe(N)) e carbono (martensita ∝' -Fe(C) e cementita). Na maior temperatura usada neste trabalho, a quantidade relativa das fases e e y' mostrou dependência da densidade de corrente. A correlação entre o conteúdo das fases e as propriedades mecânicas e tribológicas mostrou que nas amostras onde a segregação de carbono foi associada com a formação de cementita, o coeficiente de fricção foi menor do que nas regiões onde as fases e ,y' e martensita foram observadas. Nas amostras com maior conteúdo de martensita e menos e e y', o desgaste foi menor. A distribuição em profundidade da dureza e do conteúdo de martensita y' Fe(N) apresentaram o mesmo comportamento. / AISI H13 steel samples were nitrided using a DC source for 5 hours, under 80% N2/20% H2 atmosphere, at two current densities (high and low), and different temperatures. The phase content on the plasma nitrided samples was correlated to coefficient of friction, wear, and hardness. The plasma emissions were measured and it was observed that the intensity of N2+ ions and N2 molecules was higher at high current density. As expected from previous results in the literature, higher nitriding temperatures resulted in thicker layers. It was observed that at the same temperatures, higher current densities induced thicker compound layers as well. The samples were analysed with grazing incidence x-ray diffraction, conversion electron Mössbauer spectroscopy, nuclear reaction analysis, glow discharge optical emission spectroscopy, scanning electron microscopy, electron microprobe analysis, and perfilometry, and were tested in an ultramicrohardness tester and on a pin-on-disc tribometer. Rietveld analysis was applied to discriminate between ferrite and martensite in the diffraction patterns of the bulk samples and of the diffusion zone. The phase composition of the nitrided samples with different parameters showed the presence of different phases containing nitrogen (e, y', and martensite) and cementite. At the highest temperature used in this work, the relative amount of the phases e and y'showed a dependency on the current density. The correlation of the phase content with the mechanical and tribological properties showed that in samples with carbon segregation and formation of cementite, the friction coefficient was lower than in in regions where the phases e, y', and martensite were observed. In the samples with higher martensite content and less e,y' the mechanical wear was lower. Hardness presented the same trend as the content of martensite ∝'-Fe(N) in the depth profile.

Amostras de aço AISI H13 foram nitretadas utilizando uma fonte DC por 5 horas, em atmosfera de 80%N2/20%H2, em duas densidades de corrente (alta e baixa) e em diferentes temperaturas. As fases formadas nas amostras nitretadas foram correlacionadas com o comportamento do coeficiente de atrito, do desgaste e da dureza. As intensidades de emissão luminescente relacionadas aos íons N2+ e moléculas N2 no plasma foram medidas e observou-se que são maiores nas condições em que as densidades de corrente também são maiores. Como esperado de resultados da literatura, quanto maior a temperatura de nitretação maior é a espessura das camadas nitretadas. Foi observado que em temperaturas iguais, maiores densidades de corrente provocam a formação de camadas de compostos mais espessas. As amostras foram analisadas usando difração de raios X por incidência rasante, espectroscopia Mössbauer de conversão de elétrons, análise por reação nuclear, espectroscopia de emissão óptica por descarga luminescente, microscopia eletrônica de varredura, análise por microssonda eletrônica e perfilometria. As amostras foram testadas em um ultramicrodurômetro e em um tribômetro do tipo pino-sobre-disco. Análises Rietveld foram aplicadas aos difratogramas do material massivo e da zona de difusão para discriminar entre as fases ferrita e martensita. A composição de fases das amostras nitretadas utilizando diferentes parâmetros mostraram a presença de diferentes fases contendo nitrogênio (e, y' e martensita ∝'-Fe(N)) e carbono (martensita ∝' -Fe(C) e cementita). Na maior temperatura usada neste trabalho, a quantidade relativa das fases e e y' mostrou dependência da densidade de corrente. A correlação entre o conteúdo das fases e as propriedades mecânicas e tribológicas mostrou que nas amostras onde a segregação de carbono foi associada com a formação de cementita, o coeficiente de fricção foi menor do que nas regiões onde as fases e ,y' e martensita foram observadas. Nas amostras com maior conteúdo de martensita e menos e e y', o desgaste foi menor. A distribuição em profundidade da dureza e do conteúdo de martensita y' Fe(N) apresentaram o mesmo comportamento. / AISI H13 steel samples were nitrided using a DC source for 5 hours, under 80% N2/20% H2 atmosphere, at two current densities (high and low), and different temperatures. The phase content on the plasma nitrided samples was correlated to coefficient of friction, wear, and hardness. The plasma emissions were measured and it was observed that the intensity of N2+ ions and N2 molecules was higher at high current density. As expected from previous results in the literature, higher nitriding temperatures resulted in thicker layers. It was observed that at the same temperatures, higher current densities induced thicker compound layers as well. The samples were analysed with grazing incidence x-ray diffraction, conversion electron Mössbauer spectroscopy, nuclear reaction analysis, glow discharge optical emission spectroscopy, scanning electron microscopy, electron microprobe analysis, and perfilometry, and were tested in an ultramicrohardness tester and on a pin-on-disc tribometer. Rietveld analysis was applied to discriminate between ferrite and martensite in the diffraction patterns of the bulk samples and of the diffusion zone. The phase composition of the nitrided samples with different parameters showed the presence of different phases containing nitrogen (e, y', and martensite) and cementite. At the highest temperature used in this work, the relative amount of the phases e and y'showed a dependency on the current density. The correlation of the phase content with the mechanical and tribological properties showed that in samples with carbon segregation and formation of cementite, the friction coefficient was lower than in in regions where the phases e, y', and martensite were observed. In the samples with higher martensite content and less e,y' the mechanical wear was lower. Hardness presented the same trend as the content of martensite ∝'-Fe(N) in the depth profile.