DEPOSIÇÃO DE ÓXIDOS E NITRETOS DE MOLIBDÊNIO, E ÓXIDOS DE TUNGSTÊNIO POR PLASMA COM GAIOLA CATÓDICA SOBRE AÇO INOXIDÁVEL AISI 316

Abstract

RESUMO: Nossa sociedade tem conhecido progressos cientifico-tecnológicos no campo da ciência e da engenharia dos materiais. Neste sentido, muitas pesquisas têm sido desenvolvidas para a síntese e melhoramento das propriedades de novos materiais que atendam às nossas demandas. A deposição de filmes finos pelo método de deposição fisica a vapor (PVD) através do plasma é amplamente estudada para aplicações tecnológicas e desperta interesses por apresentar melhorias nas propriedades mecânicas, elétricas, químicas, tribológicas, dentre outras. Os métodos de deposição por plasma, em especial o que utiliza a gaiola catódica, vêm demonstrando vantagens em relação aos processos convencionais, pois apresentam uma uniformidade da camada depositada nas peças de geometrias complexas submetidas a estes tratamentos superficiais. Este trabalho apresenta os resultados de amostras de aço inoxidável austenitico AISI 316 que foram submetidas ao tratamento termoquimico de deposição por plasma, com a utilização de uma gaiola catódica de molibdênio, visando melhorar as propriedades mecânicas na região superficial. As deposições foram realizadas sob fluxo em volume de uma mistura gasosa de N2, 09, 112 e Argônio, sob diferentes combinações, para uma temperatura de sputtering de 350°C e pressão de 1,5 tom O tempo de tratamento foi fixado em cinco horas para todos os experimentos. Após o tratamento de deposição, foi possível verificar a formação de óxidos e nitretos de molibdênio, e óxidos de tungstênio no filme formado sobre o substrato. As caracterizações microestruturais das camadas foram avaliadas através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva de raios-x (EDS) e as fases presentes por difração de raios-x (DRX) e espectroscopia Ramais. Testes de microdureza Vickers avaliaram o endurecimento dos revestimentos e apresentaram os valores de microdureza na superfície das amostras. Por fim, os resultados obtidos comprovaram a deposição via plasma dos filmes finos e a melhora na dureza superficial do aço inoxidável AIS1 316 enriquecido com molibdênio e/ou tungstênio. ABSTRACT Our society has known scientific and technological progress in the field of science and of materiais engineering. In this sense, many studies have been developed for the synthesis and improvement of the properties of new materiais that meet our demands. The thin fim deposition by physical vapor deposition method (PVD) using plasma is widely studied for technological applications and arouses interest for introducing improvements in the mechanical, electrical, chemical, tribological, among others. The plasma deposition methods, in particular using the cathodic cage has demonstrated a number of advantages over conventional processes, it presents a uniformity of the deposited layer of pieces of complex geometry subjected to these surface treatments. This work presentes the results of samples of austenitic stainiess steel AISI 316 that were submitted to the thermochemical treatment by plasma deposition with the use of a cathodic cage molybdenum, to improve the mechanical properties in the surface region. The depositions were carried out under flow volume of a gas mixture of 1\12, 0,, H2 and argon, in different combinations. for a sputtering temperature of 350 °C and pressure 1.5 torr. The treatment time was fixed at tive hours for all the experiments. After deposition treatment, it was possible to check the formation of oxides and nitrides of molybdenum and tungsten oxides in the film formed on the substrate. Microstructural characterizations of the layers was evaluated by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and the phases present diffraetion of x-rays (XRD) and Raman spectroscopy. Vickers microhardness tests evaluated the hardening of the coatings and showed microhardness values on the sample surface. Finally, the results obtained proved the plasma deposition of thin films and improvement surface hardness of A ISI 316 stainless steel enriched with molybdenum and/or tungsten.