Estudo de interfaces na deposiÃÃo quÃmica de diamante, a partir da fase vapor, sobre carboneto de tungstÃnio sinterizado por cobalto.

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

1997

RESUMO

Devido à diferenÃa de coeficientes de dilataÃÃo, sÃo geradas tensÃes na interface entre o substrato WC-Co e o filme de diamante depositado. AlÃm disso, o cobalto ligante tem efeitos negativos no processo, tanto dissolvendo Ãtomos de carbono e inibindo a nucleaÃÃo do diamante, quanto catalisando a formaÃÃo de ligaÃÃes sp2 entre os Ãtomos de C, tÃpicas da grafite, em detrimento da formaÃÃo de ligaÃÃes sp3, tÃpicas do diamante. Neste trabalho, diversos mÃtodos de preparaÃÃo de interface foram desenvolvidos e aplicados, sendo avaliadas as caracterÃsticas mecÃnicas da interface resultante, relativas à aderÃncia do filme de diamante ao substrato e à tenacidade da superfÃcie resultante. Os mÃtodos de preparaÃÃo de superfÃcie utilizados tiveram por objetivo eliminar a aÃÃo negativa do cobalto. O primeiro fator avaliado para inibir a aÃÃo do cobalto foi a sua remoÃÃo, atà uma profundidade controlada, da superfÃcie de crescimento de diamante. Associadas à remoÃÃo do cobalto superficial, diversas variÃveis tiveram que ser controladas, como a profundidade de erosÃo, o mÃtodo adequado de erosÃo em termos de eficÃcia e uniformidade na remoÃÃo do cobalto, o retorno do cobalto à superfÃcie, por difusÃo, durante o processo de crescimento, o efeito da temperatura de crescimento na difusÃo do cobalto, a fragilizaÃÃo da superfÃcie pela remoÃÃo do ligante. Utilizando somente erosÃo profunda, da ordem de 30 mm, como mÃtodo de preparaÃÃo da superfÃcie, obtivemos filmes de diamante aderentes sobre o substrato. Entretanto, o desempenho do substrato revestido nÃo foi adequado, em virtude da fragilizaÃÃo da superfÃcie pela remoÃÃo profunda do cobalto ligante. O mÃrito desta etapa foi o estabelecimento de um mÃtodo de remoÃÃo de cobalto com controle sobre a profundidade de erosÃo e com uniformidade adequada. Com a verificaÃÃo de que erosÃes profundas diminuem a tenacidade da superfÃcie a nÃveis nÃo aceitÃveis, a prÃxima etapa consistiu na procura de um ou mais mÃtodos, que associados a erosÃes mais superficiais, conduzissem a filmes aderentes. Outros mÃtodos de modificaÃÃo da superfÃcie, como implantaÃÃo iÃnica de baixa energia e descarburizaÃÃo com posterior recarburizaÃÃo, e tambÃm alteraÃÃes na mistura gasosa com a inclusÃo de tetrafluoreto de carbono em diversos teores foram analisados em termos de contribuiÃÃo individual ou associadas. Duas associaÃÃes das variÃveis citadas levaram a resultados expressivos: a) erosÃo superficial do cobalto e adiÃÃo de tetrafluoreto de carbono na mistura gasosa e, b) erosÃo superficial do cobalto e implantaÃÃo iÃnica de baixa energia. As cargas crÃticas de delaminaÃÃo para as associaÃÃes acima foram superiores 60 kgf (589 N). Esses resultados sÃo extremamente significativos perante os resultados internacionais publicados.

ASSUNTO(S)

reaÃÃes quÃmicas fases de vapor superfÃcies de cristais diamantes deposiÃÃo quÃmica a vapor

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