Estudos comparativos dos efeitos da composição do gas de alimentação nas caracteristicas dos filmes DLC depositados por Magnetron Sputtering

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2004

RESUMO

Neste trabalho foram produzidos filmes finos de carbono tipo diamante (DLC) por meIo da técnica de deposição que utiliza o processo denominado de "DC Magnetron Sputtering" utilizando um alvo sólido e um gás hidrocarboneto como fonte de íons de carbono. O alvo sólido utilizado neste processo é um disco de carbono com 99,99% de pureza e a fonte gasosa é uma mistura de acetileno e argônio. Durante a deposição todos os parâmetros do processo, como: fluxo total de gases, potência aplicada, tempo de deposição e pressão de trabalho foram mantidos constantes, somente a pressão parcial da mistura gasosa foi variada. Os efeitos do conteúdo do gás acetileno (C2H2), no gás de processo, sobre as propriedades dos filmes foram estudados. A dureza, das amostras dos filmes obtidos, foi determinada pela técnica de nanoindentação e os resultados mostraram que existe um valor ótimo para o teor de gás hidrocarboneto na descarga elétrica para o qual o valor da dureza é maximizada. A técnica de espectroscopia Raman permitiu avaliar as mudanças induzi das na estrutura química dos filmes obtidos. Os resultados mostraram que para maiores pressões parciais de acetileno em relação às pressões de argônio, na câmara de deposição, ocorre um expressivo aumento no teor de hidrogênio incorporado aos filmes, indicando a ocorrência de um processo denominado de grafitização. A técnica de Goniometria, por meio da determinação do ângulo de contato, foi a técnica utilizada para o cálculo indireto da energia de superficie dos filmes CTD. As superficies dos filmes também foram analisadas pela técnica de Microscopia de Força Atômica por meio da obtenção de suas imagens topográficas e índices de rugosidade. Os resultados revelaram a obtenção de filmes com maiores valores de rugosidade para maiores conteúdos de gás hidrocarboneto presentes na descarga elétrica. A taxa de deposição do processo foi determinada indiretamente através da determinação da espessura dos filmes. O comportamento destas taxas revelou que é possível alterar o intervalo de tempo do processo necessário pela alteração da concentração do gás de processo na câmara de deposição, para se obter uma detenninada espessura de cobertura. Os parâmetros de deposição utilizados neste experimento haviam sido determinados em um trabalho anterior, realizado no mesmo reator, porém, utilizando-se o gás de metano no lugar do gás acetileno. A aplicação dos mesmos parâmetros de deposição e a aplicação das mesmas técnicas de caracterização possibilitou a realização de um estudo comparativo das características dos filmes DLC produzidos com estes dois gases. Os resultados obtidos utilizando o acetileno como precursor foram comparados com os resultados utilizando-se metano e verificou-se que os filmes apresentaram propriedades semelhantes. Pode-se observar que existe uma correlação entre a variação das pressões parciais dos gases de processo e as propriedades fisicas e químicas dos filmes

ASSUNTO(S)

metano acetileno filmes finos de diamantes

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