Obtención y caracterización de Nanomulticapas de CrN/Cr por sputtering reactivo con diferentes configuraciones de campo magnético

Utilizando un sistema de sputtering con magnetrón desbalanceado variable, se depositaron y caracterizaron recubrimientos en multicapas de Cr/CrN, sobre sustratos de acero H13 y de silicio (100), con varios periodos o espesores de bicapa y diferentes grados de desbalance KG. En una primera serie se depositaron 9 recubrimientos, correspondientes a los siguientes 3 valores proyectados de : 20 nm (50 bicapas), 100 nm (10 bicapas) y 200nm (5 bicapas) y a 3 valores de KG: 1.37, 1.20 y 0.85. Luego se depositaron, sobre una capa de anclaje de unos 100 nm de Cr, 25 bicapas con un proyectado de 40 nm con 5 valores de KG: 1.37, 1.25, 1.12, 1.00, y 0.85. Los recubrimientos fueron caracterizados: en su topografía mediante AFM y SEM, las cuales mostraron defectos como vacancias y apiñamientos atómicos superficiales, y supercies con formaciones globulares, elipsoidales y piramidales; en su sección transversal mediante SEM, cuyas micrografías mostraron la formación de las multicapas, para bicapas con espesores mayores a 40 nm; en su micro estructura con XRD, que mostraron los planos (110), (200) y (211) de la fase c ubica Cr, los planos (111), (200), (220) y (311) de la fase cúbica CrN, y el plano (111) de la fase hexagonal Cr2N; no se observo correlación contundente entre las intensidades de los planos mencionados con el esbalance usado para obtener los recubrimientos. Además, se les midió su nanodureza con indentador Berkovich, encontrándose que aumenta con el aumento en el desbalance y con el número de bicapas; se midieron su rugosidad y tamaño de grano super ficial encontrándose que también aumentaron con el desbalance; se caracterizó su comportamiento electroquímico mediante LPR, polarización potenciodinámica e impedancia electroquímica en solución acuosa de NaCl al 3%, encontrándose que se mejora ostensiblemente el comportamiento de todos los recubrimientos frente al del acero desnudo, y tendencias a mejorar con aumentos en el desbalance. Los resultados de impedancia electroquímica, resaltaron la importancia de la capa de anclaje en la protección electroquímica del sustrato. Los valores de los parámetros de depósito, evidenciaron un incremento en el voltaje de descarga con el aumento en el desbalance del campo magnético en el rango de KG investigado; tal incremento pudo haber aumentado la movilidad y energía de los iones y átomos, inicialmente absorbidos y que luego formaron la película propiciando así su densificación, con lo que se aumentaron el tamaño de grano, la rugosidad y la dureza de los recubrimientos.

• Autores: Piratoba Morales, Ulises
• Tipo de recurso: Doctoral thesis
• Fecha de publicación: 2013
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/21396
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/21396; http://bdigital.unal.edu.co/12190/
• Palabra clave: 53 Física / Physics; 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering; 66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineering; Sputtering; Magnetrón desbalanceado; Recubrimientos Duros; Multicapas; CrN; Unbalanced magnetron; Hard coatings; Multilayers
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional