
Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado
Centro: Tecnológico
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Dimensão Institucional: Pós-Graduação
Dimensão ODS: Ambiental
Tipo do Documento: Dissertação
Título: EFEITOS DA NITRETAÇÃO A PLASMA E COMPORTAMENTO TRIBOLÓGICO DE FILMES DE DLC EM SUBSTRATOS DE FERRO FUNDIDO CINZENTO E NODULAR
Orientador
- JOSE DANIEL BIASOLI DE MELLO
Aluno
- RENAN OSS GIACOMELLI
Conteúdo
Filmes finos de carbono amorfo, chamados diamondlike carbon (dlc), tem atraído a atenção da comunidade industrial e científica graças as suas excepcionais propriedades mecânicas e tribológicas. recentemente no laboratório de materiais (labmat) da ufsc, foi desenvolvido um processamento via pecvd (plasma enhanced chemical vapor deposition) para substratos de aço carbono. o processo consiste da nitretação e posterior deposição de um filme de dlc hidrogenado do tipo ac:h, patenteado com o nome de ch?®. neste contexto, o entendimento da influência de materiais alternativos de substrato com potencial aplicação industrial nas propriedades dos filmes, durante e após o processamento pecvd, é essencial. dentre estes materiais, destacam-se os ferros fundidos cinzentos (fc) e ferros fundidos nodulares (fn) pela sua ampla gama de aplicações industriais, além da alta resistência mecânica à fadiga e ao desgaste em sua faixa de custo. todavia, um fator crítico para a utilização destes materiais como substratos para aplicação de revestimentos é a presença de descontinuidades na camada metálica superficial na forma de grafitas lamelares no caso do fc e esféricas no caso do fn. no presente estudo, foram investigadas as propriedades das camadas nitretadas e de dlc do processo ch?® aplicado ao fc e ao fn, com foco na influência dos diferentes tipos de grafitas na topografia após o processo e no desempenho tribológico dos filmes de dlc. amostras de ambos os materiais com a superfície polida foram tratadas com o processo ch?®, o qual gera alterações de grande magnitude em ambos os materiais, aumentando a rugosidade inicial média (sq) em três vezes para o fn e em cinco vezes para o fc. além disso, o processo causa o surgimento de elevações de até 20 ?m sobre as grafitas lamelares do fc. foi demonstrada a propriedade de bloqueio à difusão causada pelas lamelas de grafitas dependendo da sua orientação em relação à superfície através de análises de drx, eds em linha, mev e perfis de microdureza. desta forma, é possível afirmar que as grafitas com orientação inclinada em relação a superfície de tratamento são as mais críticas para o surgimento das elevações em fc. para o fn, o efeito dos nódulos de grafita na superfície se refletiu em diferentes profundidades das depressões na topografia associadas às mesmas, onde ocorreu um aumento significativo destas profundidades após a nitretação provavelmente associado ao processo de sputtering, e uma subsequente redução da profundidade das depressões devido a um efeito de preenchimento pelo filme de dlc. adicionalmente, foram realizados ensaios tribológicos de durabilidade a seco em atmosfera ambiente, onde ambos os materiais revestidos são submetidos à condições cada vez mais severas até a falha do filme. ambos materiais obtiveram valores de durabilidade (força normal x distância de deslizamento) semelhantes. todavia, os ensaios com fc apresentaram um coeficiente de atrito (cof) de 0,06 no regime de lubricidade, muito inferior ao cof nos ensaios com fn (cof = 0,14). através de ensaios de durabilidade interrompidos no regime de lubricidade, foi possível associar as diferenças no cof à formação de tribocamadas com fácil cisalhamento nas regiões efetivas de contato para o fc através de análises de mev, eds, espectroscopia raman e interferometria óptica de luz branca. estas tribocamadas provém de reações com a atmosfera à medida que os debris são formados a partir da pista e da esfera, cominuídos e se acumulam nas elevações presentes na topografia do material. debris semelhantes foram encontrados para o fn, porém estes não se localizam na região efetiva de contato, se acumulando nas depressões presentes no material e evitando a formação das tribocamadas associadas ao baixo atrito. finalmente, devido ao mecanismo de desgaste com desplacamentos associados às elevações na topografia, o filme de dlc em fc apresentou um volume desgastado três vezes superior ao em fn no ensaio interrompido analisado.
Pós-processamento: Índice de Shannon: 3.92672
ODS 1 | ODS 2 | ODS 3 | ODS 4 | ODS 5 | ODS 6 | ODS 7 | ODS 8 | ODS 9 | ODS 10 | ODS 11 | ODS 12 | ODS 13 | ODS 14 | ODS 15 | ODS 16 |
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3,85% | 3,88% | 5,27% | 4,35% | 4,39% | 6,16% | 8,34% | 4,92% | 9,46% | 4,53% | 6,52% | 11,48% | 6,64% | 6,66% | 6,21% | 7,35% |
ODS Predominates


3,85%

3,88%

5,27%

4,35%

4,39%

6,16%

8,34%

4,92%

9,46%

4,53%

6,52%

11,48%

6,64%

6,66%

6,21%

7,35%