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@PhDThesis{Contin:2017:EsInAp,
               author = "Contin, Andr{\'e}",
                title = "Estudos de interfaces aplicadas por laser cladding para 
                         deposi{\c{c}}{\~a}o de diamante CVD sobre a{\c{c}}o 
                         inoxid{\'a}vel",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2017",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2017-06-27",
             keywords = "filme de diamante, lase de di{\'o}xido de carbono, a{\c{c}}o, 
                         revestimento, diamond film, carbon, dioxide laser, steel, 
                         cladding.",
             abstract = "A uni{\~a}o das propriedades {\'u}nicas do diamante (maior 
                         dureza, baixo coeficiente de fric{\c{c}}{\~a}o e elevada 
                         resist{\^e}ncia a corros{\~a}o) com o a{\c{c}}o (elevada 
                         disponibilidade no mercado e min{\'e}rio com alta ocorr{\^e}ncia 
                         na natureza) fornece uma nova solu{\c{c}}{\~a}o para 
                         aplica{\c{c}}{\~o}es de a{\c{c}}os em condi{\c{c}}{\~o}es 
                         mec{\^a}nicas criticas e em ambientes severos. No entanto, a 
                         deposi{\c{c}}{\~a}o direta sobre a{\c{c}}os produz filmes de 
                         baixa qualidade e de baixa ades{\~a}o. As raz{\~o}es 
                         fundamentais para esses problemas s{\~a}o: o efeito 
                         catal{\'{\i}}tico do ferro, alta solubilidade do carbono no 
                         a{\c{c}}o e a elevada diferen{\c{c}}a entre os coeficientes de 
                         expans{\~a}o t{\'e}rmica entre o diamante e o a{\c{c}}o. A 
                         maioria dos trabalhos publicados sobre a aplica{\c{c}}{\~a}o de 
                         filmes de diamante sobre a{\c{c}}os utilizam os processos de PVD 
                         (Physical Vapor Deposition) e eletrodeposi{\c{c}}{\~a}o para 
                         atuar como camada intermedi{\'a}ria de bloqueio difusional. Nessa 
                         tese, o filme de diamante foi produzido sobre o a{\c{c}}o com uma 
                         barreira de difus{\~a}o depositada pelo processo de laser 
                         cladding. Nessa nova t{\'e}cnica, a irradia{\c{c}}{\~a}o do 
                         laser funde o p{\'o} pr{\'e}-colocado e a superf{\'{\i}}cie do 
                         substrato para criar a camada intermedi{\'a}ria. Foram empregados 
                         os p{\'o}s de carbeto de sil{\'{\i}}cio, de tit{\^a}nio e de 
                         cobre. Cada combina{\c{c}}{\~a}o de p{\'o}s teve uma 
                         determinada fun{\c{c}}{\~a}o. Uma fina camada de SiC/Ti promoveu 
                         uma elevada densidade de nuclea{\c{c}}{\~a}o do diamante. Uma 
                         espessa camada de SiC/Cu reduziu o estresse induzido pelo 
                         a{\c{c}}o. As fases respons{\'a}veis pelo bloqueio difusional 
                         foram FeSi e Fe2SiTi. A deposi{\c{c}}{\~a}o dos filmes de 
                         diamante foi realizada em um reator HFCVD (Hot Filament Chemical 
                         Vapor Deposition). As caracteriza{\c{c}}{\~o}es das amostras 
                         inclu{\'{\i}}ram as t{\'e}cnicas de Difra{\c{c}}{\~a}o de 
                         Raios X, Espectroscopia de Espalhamento Raman, Microscopia 
                         Eletr{\^o}nica de Varredura com Emiss{\~a}o de Campo, 
                         Indenta{\c{c}}{\~a}o Rockwell. Os resultados mostraram que a 
                         incid{\^e}ncia do laser dissociou parcialmente o p{\'o} de SiC 
                         formando as fases Fe2SiTi, FeSi e Cu3Si. Os resultados 
                         demonstraram que o revestimento intermedi{\'a}rio de multicamadas 
                         promoveu uma acomoda{\c{c}}{\~a}o t{\'e}rmica das tens{\~o}es 
                         residuais no filme de diamante. Al{\'e}m disso, esse projeto 
                         introduziu o processo de laser cladding como um novo m{\'e}todo 
                         para criar intercamadas para o crescimento de diamante CVD sobre 
                         a{\c{c}}os inoxid{\'a}veis 304L. ABSTRACT: The union of the 
                         unique diamond properties (highest hardness, low friction, and 
                         high corrosion resistance) with steel (most common substrate 
                         material) provides a new solution for steel in critical mechanical 
                         and severe environmental conditions. However, CVD (Chemical Vapor 
                         Deposition) diamond coating directly on steel comes with several 
                         issues. The fundamental reasons for the lack of adhesion are the 
                         iron catalytic effect on the formation of graphite bonds, the high 
                         carbon solubility in iron at CVD temperature and high mismatch in 
                         thermal expansion coefficient of diamond and steel. Several 
                         articles describe the PVD (Physical Vapor Deposition) or 
                         electroplated interlayer to acts as an intermediate barrier. In 
                         the present thesis, the diamond film coated steel with an 
                         intermediate barrier deposited by laser cladding. In this novel 
                         technique, laser irradiation melts the powder (preplaced) and the 
                         substrate surface to create the coating. We used the silicon 
                         carbide, titanium and cooper powders. Each powder has a specific 
                         role. A thin layer of SiC/Ti promoted the high CVD diamond 
                         nucleation and chemical bond to the substrate. A thick layer of 
                         SiC/Cu reduced the high residual stress induced by steel 
                         substrate. The phases responsible for the diffusion blocking were 
                         FeSi and Fe2SiTi. The deposition of diamond films was carried out 
                         in an HFCVD reactor (Hot Filament Chemical Vapor Deposition). The 
                         samples characterization included X-ray Diffraction (XRD), Raman 
                         Scattering Spectroscopy (RSS), Field Emission Gun - Scanning 
                         Electron Microscopy (FEG-SEM),) and Rockwell Indentation. Results 
                         showed that laser incidence dissociated partially the SiC powder 
                         forming Fe2SiTi, FeSi, Cu3Si phases. The results indicated that 
                         composite layer the accommodated of the high steel thermal stress. 
                         Further, this study introduced laser cladding process as a new 
                         method to create interlayers for CVD diamond growth.",
            committee = "Corat, Evaldo Jos{\'e} (presidente, orientador) and Vasconcelos, 
                         Get{\'u}lio de (orientador) and Mineiro, S{\'e}rgio Luiz and 
                         Baldan, Maur{\'{\i}}cio Ribeiro and Riva, Rudimar and Barquete, 
                         Danilo Maciel",
         englishtitle = "Study of interfaces by laser cladding for CVD diamond deposition 
                         on stainless steel",
             language = "pt",
                pages = "149",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3P7BRAB",
                  url = "http://urlib.net/rep/8JMKD3MGP3W34P/3P7BRAB",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "04 dez. 2020"
}


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