@MastersThesis{CapoteSánchez:2022:EsPrRe,
author = "Capote S{\'a}nchez, Ariel",
title = "Estudo das propriedades de recobrimentos de DLC a partir da
varia{\c{c}}{\~a}o de par{\^a}metros de deposi{\c{c}}{\~a}o
da t{\'e}cnica PECVD modificada com c{\'a}todo adicional",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2022",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2022-05-19",
keywords = "diamond-like carbon, recobrimentos, par{\^a}metros de
deposi{\c{c}}{\~a}o, PECVD, c{\'a}todo adicional, coatings,
deposition parameters, additional cathode.",
abstract = "Os recobrimentos de Diamond-like carbon (DLC) s{\~a}o amplamente
utilizados devido {\`a}s suas atraentes propriedades
mec{\^a}nicas, qu{\'{\i}}micas, tribol{\'o}gicas e
biol{\'o}gicas. Algumas caracter{\'{\i}}sticas
macrosc{\'o}picas destes filmes como a dureza, o m{\'o}dulo de
elasticidade, o coeficiente de atrito e a ader{\^e}ncia
interfacial, assim como as propriedades internas da microestrutura
podem ser modificadas controlando os par{\^a}metros de
deposi{\c{c}}{\~a}o. Foi utilizada uma t{\'e}cnica de
deposi{\c{c}}{\~a}o qu{\'{\i}}mica na fase vapor assistida por
plasma (PECVD), modificada com a incorpora{\c{c}}{\~a}o de um
c{\'a}todo adicional e uma fonte de corrente DC-pulsada. Esta
inovadora t{\'e}cnica, desenvolvida pelo grupo DIMARE-INPE, tem
se destacado por possibilitar o crescimento de filmes de DLC em
uma press{\~a}o at{\'e} cem vezes inferior que na t{\'e}cnica
PECVD convencional, com um regime nulo ou quase-nulo de
colis{\~o}es moleculares e alta densidade no plasma devido ao
confinamento de {\'{\i}}ons e el{\'e}trons. Neste trabalho,
filmes de DLC foram crescidos em a{\c{c}}o inoxid{\'a}vel AISI
316 e sil{\'{\i}}cio (100). As propriedades mec{\^a}nicas,
tribol{\'o}gicas, microestruturais e a ader{\^e}ncia dos filmes
foram estudadas em fun{\c{c}}{\~a}o da varia{\c{c}}{\~a}o de
alguns par{\^a}metros de deposi{\c{c}}{\~a}o, tais como a
press{\~a}o, a tens{\~a}o de polariza{\c{c}}{\~a}o e a largura
de pulso ou ciclo de trabalho da fonte DC. Os resultados indicam
que foram obtidos filmes mais duros, com baixo coeficiente de
atrito e com menores taxas de desgaste para as press{\~o}es de
deposi{\c{c}}{\~a}o mais baixas (0,1 Pa), atingindo uma dureza
m{\'a}xima de at{\'e} 27 GPa. Al{\'e}m disso, filmes com melhor
qualidade estrutural relativa e ader{\^e}ncia interfacial com o
substrato foram obtidos para tens{\~o}es de
polariza{\c{c}}{\~a}o iguais ou inferiores a -800 V, para
tens{\~o}es mais altas foi evidenciado uma evolu{\c{c}}{\~a}o
graf{\'{\i}}tica na microestrutura dos filmes. Os resultados
indicam que o uso da t{\'e}cnica PECVD DC-pulsada modificada com
c{\'a}todo adicional permite a obten{\c{c}}{\~a}o de filmes com
excelentes propriedades, possibilitando ampliar suas
aplica{\c{c}}{\~o}es mec{\^a}nicas e tribol{\'o}gicas.
ABSTRACT: Diamond-like carbon (DLC) coatings are widely used
because of their attractive mechanical, chemical, tribological and
biological properties. Some macroscopic characteristics of these
films such as the hardness, elastic modulus, coefficient of
friction and interfacial adhesion, as well as the internal
properties of the microstructure, can be modified by controlling
the deposition parameters. A plasma-enhanced chemical vapor
deposition (PECVD) technique modified with the incorporation of an
additional cathode and a DC-pulsed current power source was used.
This innovative technique, developed by the DIMARE-INPE, has stood
out for allowing the growth of DLC films at a pressure up to a
hundred times lower than conventional PECVD technique, in a near
non-collision regime and high plasma density due to ion and
electron confinement. In this work, DLC films were grown on AISI
316 stainless steel and silicon (100). The mechanical,
tribological, microstructural properties and adhesion of the films
were studied as a function of some deposition parameters
variation, such as pressure, bias-voltage and the DC source duty
cycle. The results indicate that harder films were obtained, with
a low coefficient of friction and with lower wear rates for the
lowest deposition pressures (0.1 Pa), reaching a maximum hardness
of up to 27 GPa. In addition, films with relative better
structural quality and interfacial adhesion with the substrate
were obtained for polarization voltages equal to or less than -800
V, for higher voltages a graphitic evolution in the microstructure
of the films was evidenced. The results indicate that the use of
the modified DC-pulsed PECVD technique with an additional cathode
allows obtaining films with excellent properties, making it
possible to expand their mechanical and tribological
applications.",
committee = "Trava-Airoldi, Vladimir Jesus (presidente/orientador) and Barros,
Joao Paulo Machado and Bonetti, Lu{\'{\i}}s Francisco",
englishtitle = "Influence of the deposition parameters on the properties of a-C:H
coatings deposited using a modified pulsed-DC PECVD technique with
an additional cathode",
language = "pt",
pages = "92",
ibi = "8JMKD3MGP3W34T/472QU58",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34T/472QU58",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "05 maio 2024"
}