DEPOSIÇÃO DE FILMES CARBONOSOS EM AÇO AISI D6 ATRAVÉS DA TÉCNICA DE GAIOLA CATÓDICA

Abstract

RESUMO:Neste trabalho, filmes finos de carbono tipo diamante foram depositados em substratos de aço ferramenta AISI D6 por meio da técnica de deposição a plasma com gaiola catódica de grafita, com o objetivo de avaliar a influência dos parâmetros de tratamento, tais como a duração do tratamento e a polarização das amostras. As amostras tratadas foram avaliadas em termos de morfologia e estrutura por Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia Raman e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS). Assim, a análise por DRX demonstrou que nas amostras tratadas com alumina durante menos tempo, 4 e 5 horas, surgiram novos picos característicos de grafite e diamante com maior intensidade, porém quando não foi utilizado a alumina, apresentaram menor intensidade para os picos de ferrita (α-Fe) e também o surgimento de um pico de grafite hexagonal (G-2H). A Espectroscopia Raman apresentou algumas bandas D e G referentes ao grafite em todas as amostras, os tratamentos que não utilizaram alumina, apresentaram mais ligações sp3 características de filmes DLC. Os resultados de espectroscopia das amostras tratadas sobre a alumina apresentaram uma maior quantidade de carbono para a amostra com tratamento de 4 horas, cerca de 65,0%, enquanto que para as que não utilizaram alumina, a amostra com tratamento de 4 horas foi a que apresentou um maior percentual, 58,6% de carbono. Já pelo MEV foi possível observar que os filmes tratados com alumina apresentaram aspecto mais rugoso com espaços vazios nas microestruturas, já os tratados sem alumina, apresentaram menor rugosidade e aspecto mais uniforme das partículas, indicando maior difusão. No entanto, quando se pretende alcançar uma maior camada de filme, os tratamentos com alumina apresentaram resultados mais expressivos, pois as camadas ficaram mais espessas. ABSTRACT:In this work thin films of diamond type carbon were deposited on substrates of AISI D6 tool steel by means of the plasma deposition technique with graphite cathodic cage, in order to evaluate the influence of the treatment parameters such as the duration of the treatment and the polarization of the samples. The treated samples were evaluated in terms of morphology and structure by X-ray Diffraction (XRD), Raman Spectroscopy and Scanning Electron Microscopy (SEM) and Dispersive Energy Spectroscopy (EDS). Thus, the XRD analysis showed that in the samples treated with alumina for less time, 4 and 5 hours, new characteristic peaks of graphite and diamond appeared with greater intensity, but when the alumina was not used, they presented lower intensity for the ferrite peaks (α-Fe) and also the appearance of a peak of hexagonal graphite (G-2H). Raman Spectroscopy presented some D and G bands related to graphite in all samples, treatments that did not use alumina, showed more sp3 bonds characteristic of DLC films. The results of the spectroscopy of the samples treated with alumina presented a greater amount of carbon sample with 4 hours treatment, about 65.0%, while for those that did not use alumina, sample with 4 hours treatment presented the highest percentage, 58.6 % of carbon. From the SEM it was possible to observe that the films treated with alumina presented a rougher appearance with empty spaces in the microstructures, whereas the treated ones had no roughness and a more uniform appearance of the particles, indicating a greater diffusion. However, when it is desired to reach a higher film layer, the alumina treatments presented more expressive results as the layers became thicker.