Title

O PAPEL DA RAZÃO ENTRE A DUREZA E O MÓDULO ELÁSTICO NA PROFUNDIDADE DE DESGASTE DE REVESTIMENTOS DE TICY E TINX OBTIDOS POR DEPOSIÇÃO REATIVA VIA TRIODO MAGNETRON SPUTTERING

THE ROLE OF THE RATIO BETWEEN THE HARDNESS AND THE ELASTIC MODULE IN THE DEPTH WEAR OF TICY AND TINX COATINGS DEPOSITED REACTIVE DEPOSITION TRIODE MAGNETRON SPUTTERING

Authorship

Recco, Abel André Cândido; Tschiptschin, André Paulo

Recco, Abel André Cândido

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Tschiptschin, André Paulo

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DOI

10.5151/2594-5327-0484

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Abstract

Filmes de TiCy e TiNx foram depositados via Triodo Magnetron Sputtering. sobre silício monocristalino (111). Variando-se a quantidade de gás reativo (nitrogênio ou metano) na atmosfera do plasma, foram obtidos filmes com diferentes estequiometrias e propriedades mecânicas. A composição química foi determinada por WDS (Wavelenght Dispersive Spectrometry). A espessura e a microestrutura dos filmes foram determinadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), através da análise da seção da fratura das lâminas de silício. A topografia da superfície foi determinada por microscopia de força atômica. A dureza e o módulo elástico foram caracterizados por ensaios de nanoindentação instrumentada. A profundidade de desgaste foi determinada através de ensaios de nanoesclerometria (nanoscratch test) com cargas constantes de 700, 1000 e 1300 μN. Para a deposição reativa com nitrogênio e titânio observa-se que a medida em que à razão entre a dureza e módulo elástico aumenta ocorre um decréscimo na profundidade de desgaste. O mesmo comportamento foi observado para a deposição reativa utilizando-se o gás metano para a obtenção de TiCy.

TiCy and TiNx films were deposited by triode magnetron sputtering on monocrystalline silicon (111). Changing the amount of reactive gas (nitrogen or methane) in the plasma atmosphere, led to films with different stoichiometric and mechanical properties. The chemical composition was determined by WDS (Wavelenght Dispersive Spectrometer). The thickness and the microstructure of the films had been determined by scanning electronic microscopy (SEM), through the analysis of the fracture section of the silicon wafer. The topography of the surface was determined by atomic force microscopy. Hardness and elastic module were determined using depth sensing techniques. The wear depth was determined using nanoscratch test with constant loads of 700, 1000 and 1300 μN. For the reactive deposition with nitrogen and titanium it was observed that when the ratio between the hardness and elastic module increases, a decrease in the wear depth occurs. The same behavior was observed for the reactive deposition using methane gas for obtaining TiCy.

Keywords

Triodo magnetron sputtering; Razão H/E; Nanodureza; Nanoesclerometria.

Sputtering magnetron triode; Ratio H/E; Nanohardness; Nanoscratch.