Examinando por Materia "Magnetrón sputtering"
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Publicación Acceso abierto Caracterización mecánica, tribológica y de resistencia a la corrosión de multicapas de CRN/ALN depositadas sobre acero AISI H13(Universidad del Valle, 2016) Gasca Valencia, Diana Carolina; sanchez sthepa, hectorSe sintetizaron recubrimientos por reactive magnetron sputtering PVD, consistentes en monocapas de AlN y CrN, y stacks de 1, 20 y 40 bicapas de configuración [CrN/AlN]n; sobre acero AISI H13, todas con un espesor total de 1.5um. Tales recubrimientos fueron caracterizados por XRD, mostrando que se componen de películas policristalinas de los nitruros deseados: AlN: preferiblemente en fase Wurtzita; y una mezcla de las fases: hexagonal de (Cr2N) y FCC (CrN) del nitruro de cromo. Se encontró que los esfuerzos intrínsecos promedio aumenta conforme al número de bicapas, con un máximo de 350MPa en [CrN/AlN]20; para [CrN/AlN]40 la presencia de las fases alotrópicas de CrN indujo desacople entre las interfaces de los dos nitruros,que relajó la estructura, obteniéndose un esfuerzo de apenas 50MPa a compresión. Se estudiaron las propiedades mecánicas de todos los sistemas encontrando las mayores durezas en la monocapa de AlN (19.61GPa) y [CrN/AlN]40 (20.57 GPa), las demás capas mostraron durezas intermedias (CrN 13.47, [CrN/AlN]1 16.99 y [CrN/AlN]20 10.99 GPa). Se encontró que la ductilidad se reduce conforme aumenta el número de bicapas, resultando en una mayor resistencia a la desformación plástica en eventos de contacto para [CrN/AlN]40. En el análisis tribológico se empleó un contrapar de Al2O3, se obtuvieron los coeficientes de fricción COF, y de desgaste COD para sustrato y recubrimientos. La menor combinación de COD y COF se obtuvo para [CrN/AlN]20 (0.5 y 0.015 m3 /Nm), el sistema de 40 bicapas mostró un cambio abrupto en su COD a los 300 ciclos, igualando el del sustrato (0.7) y un COF (0.03 m3 /Nm) apenas menor. Se concluyó que el nivel de esfuerzos a un mayor número de bicapas (40) induce fallas prematuras en el recubrimiento que eliminan su carácter protector frente al desgaste. En todos los recubrimientos se encontró falla por espalación con material permanente en la pista (observadas por SEM). En cuanto al comportamiento electroquímico, el análisis muestra unadisminución de la densidad en la corriente de corrosión en todos los recubrimientos, y un aumento de Ecorr hacia potenciales más nobles, cuando se comparan con el sustrato. Sin embargo, no se encontró correrlación entre el aumento de bicapas y el carácter protector de los recubrimientos, así las mmy se redujeron de 792.06mmy para el sustrato, a menos del 10% (65.71 CrN, 62.69 [CrN/AlN]1, 61.92 [CrN/AlN]20, y 60.03 para [CrN/AlN]40.), pero la menor tasa de corrosión se obtuvo para AlN (59.44 mmy).Publicación Acceso abierto Estudio de la rugosidad en películas de platino e irido para la adhesión celular(2018) Mambuscay Lozano, Claudia Lorena; sanchez sthepa, hector; Caicedo Angulo, Julio CésarEn el presente trabajo se estudió las propiedades superficiales, mecánicas, tribológicas, corrosivas y biocompatibles de recubrimientos de platino iridio (Pt- 10%Ir) depositado por magnetrón CO-Sputtering sobre acero 316L modificando la rugosidad del sustrato. Las propiedades superficiales fueron estudiadas por medio de perfilometría de contacto, permitiendo clasificar las muestras como rugosidad baja (RB), media (RM) y alta (RA) a partir de los valores de rugosidad promedio (Ra); a partir de difracción de rayos X (DRX) se determinó que al ingresar los átomos de Ir en la red el Pt, se generaron esfuerzos tipos compresivos en la estructura del Pt mostrando que la orientación preferencial de crecimiento de la película se encuentra en los planos (111) y (220). Las propiedades mecánicas fueron determinadas a partir de nanoindentación instrumentada, observando que la dureza (H) y módulo de Young (E) de la película aumenta pero la resistencia a la deformación plástica (H3 /E2 ) disminuye; al tener una película con estas propiedades, se presenta mayor deformación plástica, observándose en la técnica de rayado dinámico que no se presenta una falla adhesiva característica del material. Por medio del ensayo de pin on disk se determinó que el comportamiento del coeficiente de fricción en los recubrimientos es menor que el acero, la pista de desgaste fue observada por medio de microscopia electrónica de barrido (SEM), mostrando desgaste tipo abrasivo y micro soldaduras en la pista de desgaste. Las propiedades corrosivas fueron estudiadas por medio de pendientes tafel, en donde la velocidad de corrosión de la película aumenta con la rugosidad protegiendo la superficie del acero, a partir de espectroscopia de dispersión de energía de rayos X (EDS) se observó pequeñas zonas de la superficie corroída. Por último, las propiedades biocompatibles se estudiaron a partir del ángulo de mojado observando que el ángulo disminuye a medida que aumenta la rugosidad, presentando una mejor superficie para el crecimiento celular.Publicación Acceso abierto Recubrimientos de Pt-Ir para aplicaciones biomédicas por medio de Magnetrón Sputering DC(Universidad del Valle, 2018) Valencia Fernández, M. Angélica; Sanchez Stepha, Hector; Caicedo, Julio CesarEn este trabajo de investigación, se realizó la síntesis de películas delgadas de Platino/Iridio (Pt/Ir) a diferentes concentraciones de Ir, sobre un sustrato metálico AISI 316L por medio de Magnetrón Sputtering, con el fin de conocer la mejor composición en la cual se presentan las mejores propiedades de biocompatibilidad en aplicaciones biomédicas. Para esto se estudiaron las propiedades estructurales, superficiales, químicas, mecánicas, tribológicas y biocompatibles. A partir de los parámetros establecidos se desarrollaron los recubrimientos de Pt puro y platino con adiciones de 10, 20 y 30% atómico de Ir, los cuales presentaron cristalina Cúbica centrada en caras (FCC) generando contracción en la estructura debido a la disminución de parámetro de red. Con una adición de 30% atm de Iridio se presentó mejores propiedades mecánicas, pues presentó la mayor dureza, el mayor módulo elástico y mayor resistencia a la deformación plástica. Además, reduce el coeficiente de fricción y reduce la velocidad de corrosión del sustrato, lo cual se requiere para materiales de aplicaciones biomédicas. Por otro lado, los recubrimientos presentaron tensiones superficiales similares al de la sangre, sin embargo, con un 30% atm de iridio obtuvo una superficie más hidrofílica y mayor tensión superficial e interfacial, así mismo presenta niveles altos de crecimiento y adhesión celular respecto al sustrato, permitiendo condiciones óptimas de crecimiento. Se reflejó una reducción en los coeficientes de fricción respecto al acero en medio seco y medio simulado. Con una adición del 30% se presenta un menor coeficiente de fricción, menor desgaste y una diminución en partículas deformadas plásticamente. En el ensayo de POD en medio simulado se presenta disminución de coeficiente de fricción debido a que el SBF se comporta como bio-lubricación que ayuda a reducir el desgaste durante el deslizamiento de la bola.Publicación Acceso abierto Síntesis de películas delgadas de bisulfuro de tungsteno para aplicación como lubricante solido por la técnica de Magnetrón Sputtering(Universidad del Valle, 2018) Maca Ossa, Bryan; Sánchez Sthepa, HéctorEn este trabajo de investigación, se llevó a cabo la síntesis de películas delgadas de bisulfuro de tungsteno (WS2) con un espesor total de 1,2 μm, sobre acero AISI D2 tratado térmicamente, silicio orientado (111) y vidrio, utilizando la técnica de deposición física de vapor PVD Magnetrón Sputtering no reactivo, variando la presión de trabajo a la hora de la deposición de las películas, con el fin de aplicarlos como lubricantes sólidos en condiciones de frontera. Las superficies recubiertas se analizaron por medio de difracción de rayos X para determinar su estructura cristalina, dando como resultado una estructura hexagonal, la caracterización química utilizando espectroscopia Raman, done fue posible identificar los modo vibracionales E2g y A1g asociados al movimiento molecular del WS2, las propiedades superficiales por medio de perfilometría de contacto, y así determinar los esfuerzos intrínsecos del material así como su rugosidad, las propiedades mecánicas de las películas se estudiaron por medio de Nanoindentacion instrumentada, la adhesión interfacial se estudió usando rayado dinámico. Con el fin de observar el comportamiento tribológico de los materiales, se utilizó la técnica pin sobre disco (POD), con la cual se pudo determinar cuál recubrimiento presentaba las mejores condiciones para ser utilizado como lubricante sólido. El comportamiento a la corrosión se determinó por medio de pendientes de Tafel. EL desarrollo de estos recubrimientos, permitirá la formalización de protocolos para su deposición y caracterización. Palabras clave: WS2, recubrimientos, magnetrón sputtering, tribología, desgaste.