Ref.: MceFsu22-003

INVESTIGAÇÃO ESTRUTURAL E AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO MECÂNICO E TÉRMICO DE FILMES FINOS DE Ti1-xAlxN DEPOSITADOS VIA MAGNETRON SPUTTERING REATIVO

Apresentador: Iago Lemos Dias

Autores (Instituição): Dias, I.L.(Universidade Federal de Sergipe); Sabino, L.S.(Universidade Federal de Sergipe); Araújo, P.L.(Universidade Federal de Sergipe); Rezende, R.L.(Universidade Federal de Sergipe); Magalhães Matos, M.S.(Universidade Federal de Sergipe); de Oliveira, F.S.(Universidade Federal de Sergipe); Tentardini, E.K.(Universidade Federal de Sergipe);

Resumo:
Filmes finos de nitreto de titânio (TiN) e nitreto de titânio com alumínio (Ti1-xAlxN) com a adição de teores até 60 at.% de Al foram depositados pela técnica de magnetron sputtering reativo com o objetivo de avaliar a influência do alumínio na morfologia, propriedades mecânicas e resistência à oxidação em altas temperaturas dos revestimentos produzidos. Os filmes foram depositados em substrato de silício (Si), fixando a potência de 150 W (DC) no alvo de Ti e variando a potência no alvo de Al em 50 W, 100 W e 200 W (RF). As caracterizações foram realizadas através da Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG) da superfície e seção transversal, difração de raios X com ângulo rasante (GAXRD), ensaio de nanodureza e ensaios de oxidação (400, 500 e 600 °C). O EDS confirmou os teores de 20 (Ti0,2Al0,8N), 40 (Ti0,6Al0,4N) e 60 (Ti¬¬¬0,4Al0,6 N) at.% de Al para as potências de 50, 100 e 200 W, respectivamente. As imagens de MEV-FEG apresentaram uma evolução microestrutural à medida que o teor de alumínio aumentou, manifestando a presença de grãos piramidais e morfologia bem definida na superfície quando comparados com os filmes de TiN puro, além do crescimento aparente dos grãos. Os resultados de GAXRD indicaram a formação de uma solução sólida em todas as amostras, organizada como um cristal NaCl do TiN (c-Ti1-xAlxN) nos filmes com 20 e 40 at. % de alumínio, e estruturada como um AlN do tipo sal-gema (c-Al1-xTixN) na amostra com 60 Al at. %. Quando comparados à amostra TiN, os ensaios de nanodureza mostraram um aumento de 16 e 25 % na dureza dos revestimentos com 40 e 60 % de alumínio, respectivamente, promovido pela formação de uma solução sólida. Por fim, os GAXRD após ensaios de oxidação demonstraram a estabilidade térmica das amostras Ti0,6Al0,4N e Ti¬¬¬0,4Al0,6N, as quais resistiram a todas as temperaturas de oxidação (400, 500 e 600 °C) sem manifestar a formação do óxido de titânio (TiO2).