Title

ANÁLISE TÉRMICA DE REVESTIMENTOS PVD APLICADOS A MOLDES DE INJEÇÃO DE ALUMÍNIO

THERMAL ANALYSIS OF TITANIUM NITRIDE / CARBON NITRIDE SUPER LATTICES

Authorship

Lacerda, Mônica de Mesquita; Moretto, Lilian Raquel; Rebello, Marcos Antônio; Missner, Augusto Henrique; Maciel, Raniel Custódio

DOI

10.5151/2594-5327-0405

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Abstract

A proposta deste trabalho é conhecer o desempenho térmico de multicamadas de nitreto de titânio/nitreto de carbono (TiN/CNx) que têm como potencial aplicação revestir aços ferramenta utilizados na fabricação de moldes e machos para a injeção de alumínio. Filmes de TiN/CNx foram depositados por erosão catódica reativa em câmara de duplo catodo sobre substratos de silício. Análises térmicas diferencial (DTA) e gravitacional (TGA) foram realizadas com o objetivo de identificar as mudanças sofridas pelo filme ao estar sujeito a temperaturas elevadas. Microscopias óptica e eletrônica de varredura foram utilizadas para identificar as alterações na morfologia do filme. Os resultados de análise térmica mostram que as multicamadas de TiN/CNx têm melhor desempenho do que filmes únicos de TiN ou de CNx, sendo estáveis termicamente a temperaturas em torno de 700oC, enquanto estes últimos mostram mudanças de fase a temperaturas 100oC inferiores. Os ensaios de microestrutura mostram filmes densos e livres do crescimento colunar.

 

Very thin films of periodical titanium nitride (TiN) and carbon nitride (CNx) layers were deposited on steel and silicon substrates by reactive magnetron sputtering in a dual cathode vacuum chamber. CNx layer thickness was fixed to 0,75 nm while TiN thickness varied from 2,25 nm up to 7,50 nm. Thermal behavior of samples were analyzed by thermal gravimetric analysis (TGA) and differential thermal analysis (DTA) as a way to test their thermal stability to high temperatures. No significant loss of mass was measured for all analyzed samples and stable conditions of the films was obtained for temperatures as high as 680oC for those superlattices deposited with 1:7 period, i.e., titanium nitride 7 times thicker than carbon nitride. Electron microscopy showed multilayers films dense and columnar free.

Keywords

Multicamadas; Nitreto de titânio; Análise térmica e microestrutura.

Multilayer; Titanium nitride; Thermal analysis and microstructure.