Estudo dos mecanismos de degradação em revestimentos PVD ...

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Índice ______________________________________________________________________________________ 4.3.3 - Tamanho dos cristais e microtensões 81 4.3.3.1 - Revestimentos de nitreto de crómio 84 4.3.3.2 - Revestimentos multicamada 86 4.3.4 - Deformações e macrotensões 88 4.3.4.1 - Revestimentos de nitreto de crómio 89 4.3.4.2 - Revestimentos multicamada 91 Conclusões 92 Bibliografia 94 Capítulo 5 - Propriedades mecânicas e tribológicas dos revestimentos 96 5.1 - Tensões residuais 96 5.1.1 - Revestimentos monolíticos de nitreto de crómio 97 5.2.2 - Revestimentos multicamada 100 5.2 - Módulo de Young 101 5.3 – Dureza 106 5.3.1 - Revestimentos monolíticos de nitreto de crómio 106 5.3.2 - Revestimentos multicamada 109 5.4 – Desgaste 110 5.4.1 - Medidas de desgaste 110 5.4.2 - Coeficiente de atrito 113 5.4.3 - Tipo de falha nos testes de desgaste 115 5.5 - Adesão e observações do teste de indentação deslizante 117 Conclusões 122 Bibliografia 124 Capítulo 6 - Comportamento das amostras em ambientes quimicamente agressivos 126 6.1 - Corrosão em solução aquosa 128 6.1.1 - Medições de potencal em circuito aberto 130 6.1.1.1 - Revestimentos de nitreto de crómio 130 6.1.1.2 - Revestimentos multicamada 132 6.1.1.3 - Revestimentos de nitreto de titânio e alumínio 134 6.1.2 - Polarização potenciodinâmica 135 6.1.2.1 - Revestimentos de nitreto de crómio 135 6.1.2.2 - Revestimentos multicamada 138 6.1.2.3 - Revestimentos de nitreto de titânio e alumínio 139 6.2 - Teste "Corrodkote" 140 6.3 - Corrosão a temperatura elevada em atmosfera contendo cloreto 141 6.3.1 - Processos químicos na superfície dos revestimentos 141 6.3.1.1 - Revestimentos baseados no nitreto de crómio 141 6.3.1.1 - Revestimentos baseados no nitreto de titânio e alumínio 146 6.3.2 - Corrosão interfacial 149 Conclusões 151 Corrosão nos revestimentos 151 Corrosão na interface 153 Bibliografia 154 Capítulo 7 - Ensaios em Condições de Processamento de plásticos 157 7.1 - Características dos polímeros usados nos testes de processamento 157 7.1.1 - Poliamida 66 reforçada 157 7.2 - Testes de corrosão em solução aquosa 159 7.2.1 - Potencial em circuito aberto 160 7.2.2 - Polarização potenciodinâmica 161 7.3 - Resultados dos testes em máquina de injecção de polímeros 161 Conclusões 170 Bibliografia 171 Considerações finais e conclusões 172 Conclusões 181 viii
Índice de figuras ______________________________________________________________________________________ Índice de figuras Figura I.1 Consumo mundial de materiais (em massa) 1 Figura 1.1 Esquema do sensor de força no microscópio de força atómica. 15 Figura 1.2 Teste da calote: (a) esquema representando o processo de erosão; (b) fotografia da zona de desgaste de uma das amostras obtida com microscópio óptico (50X). 17 Figura 1.3 Esquema da montagem para obtenção das curvas de polarização: S - amostra, R - eléctrodo de referência, C - eléctrodo auxiliar, P - potenciostato, D – unidade de controle Figura 1.4 Determinação da densidade de corrente de corrosão por extrapolação de Tafel: βC e βA - coeficientes de Tafel catódico e anódico, i - densidade de corrente, icorr - densidade de corrente de corrosão, E - potencial, Ecorr - potencial de corrosão. 20 Figura 1.5 Esquema da câmara de testes "Corrodkote": S - amostras; H - elemento de aquecimento. 21 Figura 1.6 Esquema da montagem experimental para os testes de corrosão a temperatura elevada: A - depósito com solução HCl 36%; B - amostras; C - elemento de aquecimento. 22 Figura 1.7 Curvatura de uma amostra antes (A) e após (B) a deposição do revestimento medida ao longo do mesmo diâmetro: ∆h - medida obtidas perpendicularmente à amostra; x - posições ao longo do diâmetro. 25 Figura 1.8 Representação esquemática do equipamento de ondas superficiais. 26 Figura 1.9 Esquema de indentador. 28 Figura 1.10 Curva típica de carga/deslocamento, com definição de alguns dados experimentais. 28 Figura 1.11 Representação esquemática do processo de indentação. 29 Figura 1.12 Esquema de uma máquina de injecção de polímeros: A – molde; B – motor 32 Figura 1.13 Esquema do dispositivo-suporte das amostras para os testes de processamento de polímeros. 33 Figura 1.14 Esquema da parte revestida da amostra que entra em contacto com o polímero. A zona escura representa o trajecto do polímero durante o teste. As 5 linhas representam as posições onde é medido o perfil do desgaste. 34 Figura 2.1 Figura de histerese para a pulverização catódica reactiva do TiN durante o controle da pressão parcial do azoto. 40 Figura 2.2 Figura de histerese para a pulverização catódica reactiva do CrNx durante o controle da pressão parcial do azoto. 40 Figura 3.1 Esquema do interior da câmara de deposição dor revestimentos da série RF. 51 Figura 3.2 Esquema da câmara de deposição dos revestimentos das séries DC. 52 Figura 3.3 Espectros RBS de um revestimento da série RF (CrN-8) e de um revestimento da série DC1 (G/CrN-2). 54 Figura 3.4 Espectros RBS de um revestimento multicamada da série DC2 (TiCrN-14). 54 Figura 3.5 Composição da superfície de dois revestimentos da série RF, obtido a partir de espectros XPS. 55 Figura 3.6 Espectro XPS para os elementos Cr e N e respectivos ajustes, obtidos para a amostra CrN-2. 56 Figura 4.1 Variação da densidade dos revestimentos com a (a) temperatura de deposição; (b) polarização do substrato. 59 Figura 4.2 Imagens obtidas por AFM da superfície das amostras (a) CrN-2 (V = 0 V), (b) CrN-8 (V = -50 V) e (c) CrN-16 (V = -75 V) 59 Figura 4.3 Variação da densidade dos revestimentos multicamada com o número de camadas que os constituem 60 Figura 4.4 Imagens da superfície dos revestimentos CrN-13 (a) e CrN-16 (b), obtidas por microscópio óptico. 61 Figura 4.5 Imagens obtidas por AFM da superfície das amostras (a) CrN-16 (b) CrN-16 (maior ampliação); (c) CrN-21. 62 Figura 4.6 Imagem obtida por SEM do revestimento de nitreto de crómio CrN-8, evidenciando o crescimento colunar. 63 Figura 4.7 Diagrama de Thornton representando a variação da estrutura dos filmes depositados por pulverização catódica, com a pressão de árgon (PAr) e com a temperatura do ix 18
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