Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RicardoCSR_DISSERT.pdf: 2528884 bytes, checksum: 9966cb710cbaa37dcf31b5576ecca1d8 (MD5) Previous issue date: 2012-03-02 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Interstitial compounds of titanium have been mainly studied due to the large range of properties acquired when C, N, O and H atoms are added. In this work, surfaces of TiCxNy were produced by thermochemical treatments assisted by plasma with different proportions of Ar + N2 + CH4 gas mixture. The Ar gas flow was fixed in 4 sccm, varying only N2 and CH4 gas flows. During the thermochemical treatment, the plasma was monitored by Optical Emission Spectroscopy (OES) for the investigation of the influence of active species. After treatments, C and N concentration profile, crystalline and amorphous phases were analyzed by Nuclear Reaction (NRA). Besides tribomechanical properties of the Ti surface were studied through the nanohardness measurements and friction coefficient determination. The worn areas were evaluated by profilometry and Scanning Electronic Microscope (SEM) in order to verify the wear mechanism present in each material. It has been seen which the properties like nanohardness and friction coefficient have strong relation with luminous intensity of species of the plasma, suggesting a using of this characteristic as a parameter of process / Compostos intersticiais de tit?nio t?m sido extensivamente estudados devido ? larga faixa de propriedades adquiridas quando ?tomos de C, N, O e H s?o adicionados. Neste trabalho, superf?cies de TiCxNy foram produzidas por tratamento termoqu?mico auxiliado por plasma de diferentes misturas de N2 + Ar + CH4. Foi fixado o fluxo de Ar em 4 sccm variando-se os fluxos de N2 e CH4. Durante o tratamento termoqu?mico, o plasma foi monitorado por EEO para investiga??o da influ?ncia das esp?cies ativas. Ap?s o tratamento, as superf?cies das amostras foram analisadas quanto ao perfil de concentra??o de C e N, fases cristalinas e fases amorfas. Tamb?m foram analisadas suas propriedades tribomec?nicas atrav?s da medida de nanodureza e da determina??o do coeficiente de atrito. As ?reas desgastadas foram avaliadas por perfilometria e microscopia eletr?nica de varredura (MEV) com o intuito de verificar os mecanismos de desgastes presentes em cada material. Verificouse que propriedades como dureza e coeficiente de atrito variavam com a intensidade das esp?cies, sugerindo o uso da mesma como par?metro de processos a plasma

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AntonioNF_DISSERT.pdf: 3720151 bytes, checksum: 9b23d51efb071c929717b8ea4387b379 (MD5) Previous issue date: 2011-06-06 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Physical-chemical properties of Ti are sensible to the presence of interstitial elements. In the case of thermochemical treatments plasma assisted, the influence of different active species is not still understood. In order to contribute for such knowledge, this work purposes a study of the role played by the active species atmosphere into the Ar N2 CH4 carbonitriding plasma. It was carried out a plasma diagnostic by OES (Optical Emission Spectroscopy) in the z Ar y N2 x CH4 plasma mixture, in which z, y and x indexes represent gas flow variable from 0 to 4 sccm (cm3/min). The diagnostic presents abrupt variations of emission intensities associated to the species in determined conditions. Therefore, they were selected in order to carry out the chemical treatment and then to investigate their influences. Commercial pure Ti disks were submitted to plasma carbonitriding process using pre-established conditions from the OES measurements while some parameters such as pressure and temperature were maintained constant. The concentration profiles of interstitial elements (C and N atoms) were determined by Resonant Nuclear Reaction Analysis (NRA) resulting in a depth profile plots. The reactions used were 15N(ρ,αγ)12C and 12C(α,α)12C. GIXRD (Grazing Incidence X-Ray Diffraction) analysis was used in order to identify the presence of phases on the surface. Micro-Raman spectroscopy was used in order to qualitatively study the carbon into the TiCxN1 structure. It has been verified which the density species effectively influences more the diffusion of particles into the Ti lattice and characteristics of the layer formed than the gas concentration. High intensity of N2 + (391,4 nm) and CH (387,1 nm) species promotes more diffusion of C and N. It was observed that Hα (656,3 nm) species acts like a catalyzer allowing a deeper diffusion of nitrogen and carbon into the titanium lattice. / As propriedades f?sico-qu?micas do Ti s?o sens?veis ? presen?a de intersticiais. No caso do tratamento termoqu?mico auxiliado por plasma, a influ?ncia das diferentes esp?cies ativas ainda n?o ? bem entendida. A fim de colaborar para tal conhecimento, esse trabalho prop?e um estudo das esp?cies ativas do plasma carbonitretante de N2+Ar+CH4. Foi realizado o diagn?stico por espectroscopia de emiss?o ?ptica (OES) do plasma na mistura xAr+yN2+zCH4, onde x, y e z s?o fluxos vari?veis de 0 a 4 sccm (cm3/min.). Esse diagn?stico apresentou varia??es abruptas de intensidades de emiss?o das esp?cies em determinadas condi??es e estas foram selecionadas para realizar o tratamento termoqu?mico e assim investigar suas influ?ncias. Em seguida, discos de Ti comercialmente puros foram submetidos ao processo de carbonitreta??o por plasma com as condi??es pr?-estabelecidas pelo diagn?stico de plasma enquanto que os par?metros de press?o e temperatura foram mantidos constantes. O perfil de concentra??o dos intersticiais, carbono e nitrog?nio, foi determinado por rea??o nuclear ressonante (NRA) resultando numa curva de perfil em profundidade. As rea??es usadas foram 15N(ρ,αγ)12C e 12C(α,α)12C. Utilizou-se difra??o de raios-X em ?ngulo rasante (GIDRX) para identificar as fases presentes na superf?cie. A espectroscopia micro-Raman foi usada para estudar, de forma qualitativa a estrutura do carbono no TiCxN1-xVerificou-se que a densidade das esp?cies influencia, de maneira mais efetiva que o fluxo de g?s, no processo de difus?o e nas caracter?sticas da camada formada. Alta intensidade das esp?cies N2 + (391,4 nm) e CH (387,1 nm) favorecem a difus?o dos intersticiais C e N. Foi observado que o Hα (656,3 nm) atua como catalisador permitindo a difus?o em maiores profundidades desses intersticiais na estrutura do Ti.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2015-12-02T19:49:15Z No. of bitstreams: 1 DaniloCavalcanteBraz_TESE.pdf: 28469447 bytes, checksum: 99cbc13da13290f58060715e274f57b9 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2015-12-09T00:10:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DaniloCavalcanteBraz_TESE.pdf: 28469447 bytes, checksum: 99cbc13da13290f58060715e274f57b9 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-09T00:10:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DaniloCavalcanteBraz_TESE.pdf: 28469447 bytes, checksum: 99cbc13da13290f58060715e274f57b9 (MD5) Previous issue date: 2014-06-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / A utiliza??o de materiais biom?dicos tendo como constituinte os nitretos, ?xidos e oxinitretos de tit?nio vem crescendo devido ?s propriedades biocompat?veis. Sendo assim, superf?cies de tit?nio foram tratadas termoquimicamente em atmosferas de plasma contendo misturas de Ar+N2+O2 e estudada a influ?ncia das diferentes superf?cies sobre a resposta da ades?o e agrega??o plaquet?ria. Foi verificado por an?lises de difra??o de raios-X com incid?ncia rasante (GIXRD) e espectroscopia micro Raman a presen?a de nitretos, oxinitretos e ?xidos de tit?nio, obtendo assim, diferentes propriedades em cada superf?cie. No caso da rugosidade, as amostras tratadas somente com arg?nio e nitrog?nio, foram as que obtiveram maior valor, sendo que o processo de sputtering ocasionado por esses dois gases ocasionou menores valores nos ensaios de nanodureza. Na an?lise de ?ngulo de contato com a ?gua, apesar de todas apresentarem car?ter hidrof?lico, houve uma diminui??o no valor do ?ngulo para amostras tratadas com adi??o de apenas com nitrog?nio ou oxig?nio, em compara??o com aquelas oxinitretadas. O ensaio de ?ngulo de contato tamb?m foi realizado com o plasma sangu?neo e foi obtida uma tend?ncia ao mesmo comportamento com a ?gua, ou seja, maiores valores para as superf?cies oxinitretadas. Com respeito aos ensaios de ades?o e agrega??o plaquet?ria verificou-se que as atmosferas contendo menor concentra??o de arg?nio (menor dilui??o) a distancia m?dia entre as plaquetas foi menor para amostras nitretadas e oxidadas quando comparadas com as amostras oxinitretadas. Para o grupo com maior concentra??o de arg?nio, al?m de apresentarem menores distancias m?dias entre as plaquetas, verificou-se maior tamanho de agregrado plaquet?rio, indicando o inicio da forma??o de trombos na superf?cie do material. A morfologia das plaquetas tamb?m informa o inicio do processo de agrega??o, e para as amostra nitretadas, as plaquetas apresentaram forma??o de psed?podes indicando a uma maior ader?ncia a superf?cie.