Título

NANOESCLEROMETRIA DE REVESTIMENTOS DE TIC E TIN OBTIDOS POR DEPOSIÇÃO REATIVA VIA TRIODO MAGNETRON SPUTTERING

THE EFFECT OF THE HARDNESS TO ELASTIC MODULE RATIO ON THE DEPTH WEAR OF TICY AND TINX COATINGS DEPOSITED BY TRIODE MAGNETRON SPUTTERING

Autoria

Recco, Abel André Cândido; Tschiptschin, André Paulo

DOI

10.5151/2594-5327-0389

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Resumo

Filmes de TiC e TiN foram depositados via Triodo Magnetron Sputtering. sobre silício monocristalino (111). Variando-se a quantidade de gás reativo (nitrogênio ou metano) no volume do gás do sputtering, foram obtidos filmes com diferentes composições químicas 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 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 na medida em que a 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 TiC.

 

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, led to the formation of 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.

Palavras-chave

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

Magnetron triode sputtering; H/E ratio; Nanohardness; Nanoscratch.