DEPOSICIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE RECUBRIMIENTOS DE TaN DEPOSITADOS CON DIFERENTES CONTENIDOS DE NITRÓGENO

Abstract

Este trabajo se enfocó en el estudio de la influencia del contenido de nitrógeno sobre la microestructura, composición química, propiedades mecánicas y tribológicas de los recubrimientos de TaN depositados sobre acero inoxidable 420 y silicio (100) mediante la pulverización catódica. Los recubrimientos se depositaron en una atmosfera de argón/ nitrógeno variando el flujo de nitrógeno entre 12% y 25%, y fueron caracterizados por SEM, EDX, DRX, AFM, Microraman, Microindentación y usando un tribómetro tipo bola sobre disco. Se apreció una refinación de la estructura columnar de los recubrimientos acompañado de una disminución de su espesor con el incremento del contenido de nitrógeno en éstos. Inicialmente se observó un crecimiento preferencial de la fase cúbica fcc del TaN (111), la cual cambió a la estructura fcc TaN (200) por encima del 12% de N2. A contenidos mayores al 18% de N2 se forman otras fases ricas en nitrógeno y el sistema tiende a la amorficidad, muy particularmente para un 25% de N2. El recubrimiento TaN-1, depositado con 12% N2 en la mezcla de gases, presentó la mayor dureza de 21.3 GPa, el menor coeficiente de fricción y tasa de desgaste de 0,02 y 1,82x10-7 (mm3/Nm), respectivamente. A partir de los resultados obtenidos se observó una importante relación entre la microestructura, las propiedades mecánicas y tribológicas de las muestras recubiertas y su contenido de nitrógeno.

Este trabajo se enfocó en el estudio de la influencia del contenido de nitrógeno sobre la microestructura, composición química, propiedades mecánicas y tribológicas de los recubrimientos de TaN depositados sobre acero inoxidable 420 y silicio (100) mediante la pulverización catódica. Los recubrimientos se depositaron en una atmosfera de argón/ nitrógeno variando el flujo de nitrógeno entre 12% y 25%, y fueron caracterizados por SEM, EDX, DRX, AFM, Microraman, Microindentación y usando un tribómetro tipo bola sobre disco. Se apreció una refinación de la estructura columnar de los recubrimientos acompañado de una disminución de su espesor con el incremento del contenido de nitrógeno en éstos. Inicialmente se observó un crecimiento preferencial de la fase cúbica fcc del TaN (111), la cual cambió a la estructura fcc TaN (200) por encima del 12% de N2. A contenidos mayores al 18% de N2 se forman otras fases ricas en nitrógeno y el sistema tiende a la amorficidad, muy particularmente para un 25% de N2. El recubrimiento TaN-1, depositado con 12% N2 en la mezcla de gases, presentó la mayor dureza de 21.3 GPa, el menor coeficiente de fricción y tasa de desgaste de 0,02 y 1,82x10-7 (mm3/Nm), respectivamente. A partir de los resultados obtenidos se observó una importante relación entre la microestructura, las propiedades mecánicas y tribológicas de las muestras recubiertas y su contenido de nitrógeno.