{"id":93015,"date":"2018-03-11T10:12:13","date_gmt":"2018-03-11T10:12:13","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/cr-based-nanometric-multilayered-coatings-for-protective-applications-by-r-f-magnetron-sputtering\/"},"modified":"2018-03-11T10:12:13","modified_gmt":"2018-03-11T10:12:13","slug":"cr-based-nanometric-multilayered-coatings-for-protective-applications-by-r-f-magnetron-sputtering","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/barcelona\/cr-based-nanometric-multilayered-coatings-for-protective-applications-by-r-f-magnetron-sputtering\/","title":{"rendered":"Cr-based nanometric multilayered coatings for protective applications by r.f. magnetron sputtering"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Jordi Romero Mora <\/strong><\/h2>\n<p>Esta tesis trata del crecimiento y la caracterizaci\u00f3n estructural y funcional de capas protectoras basadas en cr por t\u00e9cnicas de dep\u00f3sito en fase vapor (pvd), prestando un especial \u00e9nfasis en algunas de las combinaciones multicapa ofrecidas por este material y sus compuestos. En particular, los materiales de base que fueron empleados en el dep\u00f3sito de estas capas delgadas son los siguientes: cromo, nitruro de cromo y carburo de cromo. Por lo tanto, las tres estructuras multicapa generadas a partir de estos constituyentes fueron: cr\/crn, cr\/crc y crn\/crc. En este punto, nuestros esfuerzos se concentraron en el dise\u00f1o, el dep\u00f3sito y la caracterizaci\u00f3n de estas multicapas con periodicidades nanom\u00e9tricas (\u00c2\u00bf). La tecnolog\u00eda de dep\u00f3sito empleada en este estudio fue la pulverizaci\u00f3n cat\u00f3dica r.F. Magnetron a partir de un \u00fanico blanco de cromo y habitualmente asistida por un gas reactivo (n2 o ch4) mediante un sencillo proceso en continuo variando de forma secuencial la atm\u00f3sfera de dep\u00f3sito a trav\u00e9s del control del flujo de los gases utilizados. La caracterizaci\u00f3n se realiz\u00f3 principalmente utilizando t\u00e9cnicas de difracci\u00f3n e rayos x (xrd), microscop\u00eda electr\u00f3nica de transmisi\u00f3n (tem), en configuraci\u00f3n de alta resoluci\u00f3n y de secci\u00f3n transversal; as\u00ed como ensayos de nanoidentaci\u00f3n y tribol\u00f3gicos. el trabajo presentado establece que el sistema cr-c permite alcanzar un buen compromiso entre las propiedades mec\u00e1nicas y tribol\u00f3gicas de estas capas gracias, principalmente, al control del contenido de carbono. Los mejores resultados de dureza, 24 gpa, fueron obtenidos en capas ligeramente sobre-estequiom\u00e9tricas de cr3c2 (alrededor de 46% en porcentaje at\u00f3mico de carbono). En cambio, el mejor comportamiento tribol\u00f3gico se obtuvo en las capas con el contenido de carbono m\u00e1s elevado (por encima del 50%) que poseen una estructura nanocompuesta con nanopart\u00edculas de cr3c2 cristalinas (tc = 5 nm de media) en una matriz de carbono. Estas \u00faltimas presentaron coeficientes de fricci\u00f3n por debajo de 0.3 y ritmos de desgaste por deslizamiento y abrasi\u00f3n inferiores a 10-14 m3\/nm. Estos estudios tambi\u00e9n posibilitaron el establecimiento de las ventanas de proceso, para la obtenci\u00f3n de cr3c2 en capa delgada. El par\u00e1metro de mayor relevancia result\u00f3 ser la presi\u00f3n parcial de ch4, con una ventana de proceso sorprendentemente peque\u00f1a: 0.06-0.08 pa. La polarizaci\u00f3n del sustrato influye a un segundo nivel, siendo determinante s\u00f3lo en las condiciones de transici\u00f3n. las periodicidades estudiadas en esta tesis se variaron en el rango entre 2 y 300 nm, aunque el orden composicional se perd\u00eda por debajo de los 5 nm (ta \u00f3 tb ~2nm), debido a los efectos de mezcla generados por una limitaci\u00f3n inherente a nuestro equipo de dep\u00f3sito: el tiempo no nulo de permanencia de los gases reactivos en la c\u00e1mara de dep\u00f3sito una vez interrumpido su flujo. De hecho, debido a este efecto, se observaron en todas las estructuras multicapa algunas desviaciones ya esperadas, pero no por ello menos relevantes, de las relaciones de espesor de bicapa (ta\/\u00c2\u00bf). A\u00fan y pese a esta limitaci\u00f3n, cabe destacar los buenos resultados que se alcanzaron, tanto en control del espesor de bicapa, como a nivel estructural, mec\u00e1nico y tribol\u00f3gico para estas multicapas basadas en el cr y sus compuestos. Las multicapas de cr\/crn presentaron un crecimiento columnar coherente mediante una relaci\u00f3n \u00abcubo-en-cubo\u00bb en la direcci\u00f3n 001, con una rotaci\u00f3n relativa de las celdas de 45\u00c2\u00b0 en torno al eje c (relaciones epitaxiales (001)||(001) y [100]||[110]). La texturaci\u00f3n de ambos materiales en estas multicapas fue forzada por el crecimiento en estructuras laminares una sobre la otra. El cr en estas capas manifest\u00f3 una competencia en el crecimiento preferencial entre las orientaciones (001) y (110) al adentrarse en el rango nanom\u00e9trico (la frontera de dominio se estableci\u00f3 entorno a los 20 nm). Este cambio de orientaci\u00f3n preferencial caus\u00f3 un cierto incremento en la tensi\u00f3n residual de esos recubrimientos y afect\u00f3 a su rendimiento tribol\u00f3gico y mec\u00e1nico. Se obtuvieron incrementos en la dureza, generalmente de m\u00e1s de 100% con respecto a lo esperado por la regla de mezclas, para todo el rango de periodos te\u00f3ricos (120-2 nm), en esos recubrimientos tambi\u00e9n se obtuvieron buenos comportamientos tribol\u00f3gico, con las mejores tasas de desgaste en deslizamiento en el orden de hasta 10-17 m3\/nm, a\u00fan y pese a ofrecer unos coeficientes de fricci\u00f3n moderados (0.4). Las multicapas de cr\/crc (300 \u00c2\u00bf \u00c2\u00bf \u00c2\u00bf 22 nm) fueron principalmente de tipo amorfo, con peque\u00f1os nanocristales de cr3c2, debido a la estructura en capas y a su espesor reducido. Su endurecimiento fue relativamente cercano a los valores predichos por la regla de las mezclas, presentando escasas variaciones como mucho de un par de gpa, alcanzando un m\u00e1ximo de 19 gpa para \u00c2\u00bf= 32 nm. La resistencia al desgaste de estas capas no fue excelente. Ni mejor\u00f3 mucho los resultados de las capas de crc, ni presentaron buenos coeficientes de fricci\u00f3n (0.5). De hecho, estas capas s\u00f3lo demostraron buenos resultados de adhesi\u00f3n a nivel funcional. Finalmente, las multicapas de crn\/crc (89 \u00c2\u00bf \u00c2\u00bf \u00c2\u00bf 5.4 nm) tambi\u00e9n presentaron estructuras poco o nano-cristalinas cr3c2, pero en este caso ya eran esperadas por su exceso en el contenido de carbono. Tampoco en estas capas se aument\u00f3 de forma significativa la dureza (m\u00e1ximo de 21 gpa para \u00c2\u00bf = 5.4 nm, s\u00f3lo un 20% m\u00e1s que el valor previsto por la regla de mezclas), pero su coeficiente de fricci\u00f3n fue muy bajo, de hasta 0.15; resultando en unos ritmos de desgaste en deslizamiento excelentes (10-17 m3\/nm) en todo el rango de periodos, comparables con los mejores resultados obtenidos para las multicapas de cr\/crn.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Cr-based nanometric multilayered coatings for protective applications by r.f. magnetron sputtering<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Cr-based nanometric multilayered coatings for protective applications by r.f. magnetron sputtering <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Jordi Romero Mora <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Barcelona<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 27\/04\/2009<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Arturo Lousa Rodr\u00edguez<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: Jos\u00e9 Mar\u00eda Albella martin <\/li>\n<li>jens Birch (vocal)<\/li>\n<li>  (vocal)<\/li>\n<li>  (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Jordi Romero Mora Esta tesis trata del crecimiento y la caracterizaci\u00f3n estructural y funcional de capas protectoras 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