Propriedades fisico-químicas, mecânicas e tribológicas de filmes finos de Si3N4 contendo MoS2

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Trentin, Ronaldo Echer
• Orientador(a): Figueroa, Carlos Alejandro, Farias, Maria Cristina More
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Engenharia de superfícies; Filmes finos; Nitreto de silício
• Link de acesso: https://repositorio.ucs.br/handle/11338/726

Um dos objetivos da engenharia de superfícies, dentre outros, é combinar as propriedades físico-químicas, tribológicas e mecânicas das superfícies dos materiais visando obter propriedades específicas para esses, como, uma elevada dureza, baixo coeficiente de atrito e elevada resistência ao desgaste, associadas a características estruturais que permitam a conservação dessas propriedades em diferentes condições de trabalho através do desenvolvimento de revestimentos e/ou filmes finos. Neste trabalho foram estudados revestimentos compostos por Si3N4 e MoS2 co-depositados sobre carbono e silício através de reactive magnetron sputtering, a uma temperatura de 150°C variando o conteúdo de MoS2 nas amostras de 0, 0,1, 0,3, 0,4 e 0,6% at. Diversas técnicas para caracterização das propriedades dos sistemas foram utilizadas. As amostras também foram caracterizadas antes e após tratamento térmico a 400°C durante 24h. Os filmes apresentaram razões de composição de Si/N de 0,74 e Mo/S de 0,5, ou seja, estequiométricos, além de serem amorfos e homogêneos em perfil e conterem mínimas quantias de contaminantes. Para Si3N4 puro à temperatura ambiente obteve-se dureza de 17,1 ± 2,8 e para a amostra de Si3N4 com 0,1% at de MoS2 a dureza atingida foi de 23,5 ± 2,0, representando um aumento de 37% no valor da dureza. O processo de tratamento térmico das amostras estimulou a difusão dos elementos químicos constituintes do filme composto e pode ser associado às mudanças mecânicas e tribológicas observadas após tratamento térmico. A amostras com incorporação de MoS2 apresentaram queda de até 55% no coeficiente de atrito em relação a amostra de Si3N4 puro.