Um dos objetivos da engenharia de superfícies, dentre outros, é combinar as
propriedades físico-químicas, tribológicas e mecânicas das superfícies dos materiais
visando obter propriedades específicas para esses, como, uma elevada dureza,
baixo coeficiente de atrito e elevada resistência ao desgaste, associadas a
características estruturais que permitam a conservação dessas propriedades em
diferentes condições de trabalho através do desenvolvimento de revestimentos e/ou
filmes finos. Neste trabalho foram estudados revestimentos compostos por Si3N4 e
MoS2 co-depositados sobre carbono e silício através de reactive magnetron
sputtering, a uma temperatura de 150°C variando o conteúdo de MoS2 nas amostras
de 0, 0,1, 0,3, 0,4 e 0,6% at. Diversas técnicas para caracterização das propriedades
dos sistemas foram utilizadas. As amostras também foram caracterizadas antes e
após tratamento térmico a 400°C durante 24h. Os filmes apresentaram razões de
composição de Si/N de 0,74 e Mo/S de 0,5, ou seja, estequiométricos, além de
serem amorfos e homogêneos em perfil e conterem mínimas quantias de
contaminantes. Para Si3N4 puro à temperatura ambiente obteve-se dureza de 17,1 ±
2,8 e para a amostra de Si3N4 com 0,1% at de MoS2 a dureza atingida foi de 23,5 ±
2,0, representando um aumento de 37% no valor da dureza. O processo de
tratamento térmico das amostras estimulou a difusão dos elementos químicos
constituintes do filme composto e pode ser associado às mudanças mecânicas e
tribológicas observadas após tratamento térmico. A amostras com incorporação de
MoS2 apresentaram queda de até 55% no coeficiente de atrito em relação a amostra
de Si3N4 puro. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / One of the purposes of surface engineering is to combine physical-chemical,
tribological and mechanical properties of materials aiming high hardness, low friction
coefficient and high wear resistance, associated with structural features that permit
conservation of such properties under different work conditions, by means of the
development of coatings and/or thin films. In this work were studied coatings
composed of Si3N4 and MoS2 co-deposited on carbon and silicon by means of
reactive magnetron sputtering, at a temperature of 150°C with variable contents of
MoS2 in the samples of 0, 0.1, 0.3, 0.4 and 0.6 at%. Several characterization
techniques were used to assess system properties. Samples were also characterized
before and after thermal treatment at 400°C for 24h. The films presented
compositional ratios of 0.74 for Si/N and 0.5 for Mo/S, that is, stoichiometric
composition, besides being amorphous and homogeneous in profile and containing
minimal amounts of contaminants. For pure Si3N4 at room temperature a hardness of
17.1 +- 2.8 GPa was obtained, and for the Si3N4 sample with 0.1 at% of MoS2 a
hardness of 23,5 +- 2.0 GPa was achieved, representing an increase of 37% in
hardness. The thermal treatment process of samples stimulated diffusion of chemical
elements of the composed film and can be associated to changes in mechanical and
tribological properties observed after such treatment. Samples with MoS2 addition
presented decreases up to 55% in the friction coefficient compared to the pure Si3N4
sample.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ucs.br:11338/726 |
| Date | 29 August 2013 |
| Creators | Trentin, Ronaldo Echer |
| Contributors | Souza, Roberto Martins de, Missell, Frank Patrick, Bianchi, Otávio, Figueroa, Carlos Alejandro, Farias, Maria Cristina More |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UCS, instname:Universidade de Caxias do Sul, instacron:UCS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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