Deposição e caracterização de filmes finos de NbAIN por magnetron sputtering reativo

• Main Author: Carvalho, Renata Gomes
• Other Authors: Tentardini, Eduardo Kirinus
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Sergipe 2017
• Subjects: Filmes finos; Compostos de nióbio; Oxidação; Proteção catódica; Nitreto de nióbio; Sputtering; Niobium nitride; Thin films; Oxidation; ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Online Access: https://ri.ufs.br/handle/riufs/3526

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq === The objective of this work was to study NbAlN thin films and the influence of variation in the concentration of aluminum in the crystal structure, mechanical properties and oxidation resistance of these coatings. The thin films were deposited by reactive magnetron sputtering and characterized by Grazing Incidence X-ray Diffraction (GIXRD), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS), nanohardness analysis and oxidation tests at high temperatures. It was first necessary to define the deposition parameters of NbN thin films with δ-NbN phase (fcc). From this, NbAlN thin films were deposited and present at concentration of 10, 20 and 42 at% Al. The NbAlN crystalline phase obtained was the δ-NbN, however it was observed a shift of the peaks in the patterns obtained GIXRD of regions for larger angles for these samples, indicating the formation of a solid solution. The higher oxidation resistance temperature was 700° C for the sample with 42 in at% Al. From the SEM analysis it was possible to observe the surface of the film after oxidation, all films showed defects, however the amount of such defects was lower in samples with higher aluminum concentrations. The average hardness values obtained for thin films NbAlN was 25 GPa. === O objetivo do presente trabalho foi estudar filmes finos de NbAlN e verificar a influência da variação da concentração de alumínio na estrutura cristalina, propriedades mecânicas e resistência à oxidação desses revestimentos. Os filmes finos foram depositados por magnetron sputtering reativo e caracterizados por Difração de Raios X em Ângulo Rasante (GIXRD), Espectroscopia de Energia dispersiva (EDS), Espectroscopia por Retroespalhamento Rutherford (RBS), análises de nanodureza e testes de oxidação a altas temperaturas. Primeiramente foi necessário definir os parâmetros de deposição de filmes finos de NbN com fase δ-NbN (cfc). A partir disso, filmes finos de NbAlN foram depositados e apresentaram concentração em at% de Al de 10, 20 e 42. A fase cristalina obtida para os filmes de NbAlN foi a δ-NbN, entretanto foi observado um deslocamento dos picos obtidos nos padrões de GIXRD para regiões de ângulos maiores para essas amostras, o que indica a formação de uma solução sólida. A maior temperatura de resistência à oxidação foi de 700°C para a amostra com 42 at% de Al. A partir das análises de MEV foi possível observar a superfície dos filmes após a oxidação, todos os filmes apresentaram defeitos, entretanto a quantidade desses defeitos foi menor nas amostras com maiores concentrações de alumínio. Os valores médios de dureza obtido para os filmes finos de NbAlN foi de 25 GPa.