DEPOSIÇÃO DIRECTA DE DIAMANTE CVD EM COMPÓSITOS CERÂMICOS Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>/SiC

Autores

  • V. A. Silva
  • A. J. Fernandes
  • F. M. Costa
  • R. F. Silva

DOI:

https://doi.org/10.17563/rbav.v19i2.202

Resumo

Na produção de filmes finos para aplicações tribológicas é fundamental garantir uma adesão ao substrato capaz de suportar as elevadas solicitações termomecânicas a que o tribo-sistema fica sujeito. No caso concreto dos filmes de diamante CVD, a adesão fica comprometida pelas tensões térmicas originadas pelo desajuste entre o baixo valor do coeficiente de expansão térmica que o diamante apresenta (?~0.8x10-6K-1) e o dos substratos convencionais, como no caso do WC-Co (?~5.5x10-6K-1) . O nitreto de silício apresenta-se como uma excelente opção, uma vez que o respectivo valor de ? (~2.9x10-6K-1) se aproxima mais ao do diamante. Este cerâmico é correntemente utilizado como pastilha de corte, assim como componente activo de sistemas tribológicos não lubrificados. Neste trabalho são realizados estudos de nucleação e crescimento de diamante CVD em compósitos cerâmicos Si3N4/SiC0-50%. A adição de SiC à matriz de Si3N4 confere-lhe uma maior afinidade química, capaz de promover a adesão através de ligações directas carbono-carbono. A deposição dos filmes de diamante fez-se num reactor comercial de microondas a partir de misturas gasosas de H2/CH4. As amostras foram sujeitas a prétratamentos distintos: a) riscagem com pó de diamante; b) agitação ultra-sónica em suspensão de diamante; c) ataque com plasma de CF4; d) ataque químico ácido. A observação em MEV revelou que os compósitos de Si3N4/SiC promovem uma elevada densidade de nucleação. Testes de indentação Brale mostraram boa adesão dada a ausência de delaminação do filme sob cargas de 588N, o que a caracterização RAMAN fazia prever pelo facto do pico do diamante (1.333 cm-1) aparecer sem desvio apreciável relativamente ao valor característico (1.332 cm-1) . Foi ainda observado que os acabamentos superficiais que envolveram acção mecânica com partículas de diamante apresentam maiores densidades de nucleação e crescimento do que os ataques químicos investigados neste trabalho.

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Publicado

2008-04-18

Edição

Seção

Artigos