Diagnóstico das espécies ativas do plasma usado em tratamentos termoquímicos do titânio

AUTOR(ES)

Julio Cesar Pereira Barbosa

FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

29/04/2011

RESUMO

Diagnósticos de plasma por Espectroscopia de Emissão Óptica foram realizados para descarga elétrica em três misturas gasosas, dentro das seguintes combinações: z N2 y Ar x H2, z N2 y Ar x O2 e z N2 y Ar x CH4, com os índices z e y variando sistematicamente de 1 a 4 e x de 0 a 4, todos com dimensão de SCCM, resultando em 80 combinações. Dos espectros obtidos, foram analisadas as espécies CH (387,1 nm), N2+ (391,4 nm), Hβ (486,1 nm), Hα (656,3 nm), Ar (750,4 nm), O (777,4 nm) e O (842,6 nm) por serem mais abundantes e importantes na cinética de reação do plasma à superfície, além de suas altas dependências dos fluxos de gás. Foram escolhidas combinações z, y e x, particularmente interessantes para estudar a influência das espécies ativas na modificação da superfície durante o tratamento termoquímico. Das misturas N2 Ar O2 e N2 Ar CH4 foram escolhidas três proporções peculiares que apresentavam perfis de intensidade luminescente com máximos ou mínimos inesperados classificados aqui como anomalias de plasma. Essas concentrações de plasma foram utilizadas como atmosfera de tratamento de amostras de titânio, mantendo-se constante os parâmetros pressão e temperatura. Verificou-se relação entre intensidade luminosa associada à espécie N2+ e a rugosidade, nanodureza e a difusão do oxigênio na rede cristalina do titânio tratado e viu-se que essas propriedades se intensificam precisamente nos pontos de máximo encontrados no perfil óptico dessa espécie. Esses parâmetros foram verificados para mistura que envolvia o gás O2. Para a mistura em que se fez presente o gás CH4, a relação foi determinada por meio da rugosidade, número de átomos de nitrogênio e carbono difundidos no titânio, que apresentou proporcionalidade direta com a intensidade luminosa referente às espécies N2+ e CH. Ainda foi estudada a formação de fases TiCN na sua superfície, que essencialmente se mostra diretamente proporcional ao crescimento da espécie CH e inversamente proporcional ao crescimento da espécie N2+

ASSUNTO(S)

espectroscopia de emissão óptica mistura de plasma diagnóstico de plasma titânio engenharia de materiais e metalurgica optical emission spectroscopy plasma mixture plasma diagnostic titanium

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