masterThesis
Estudo da deposição a plasma utilizando nova configuração de gaiola catódica: avaliada através da deposição de filme fino de MOS2 em Aço AISI 1020
Study of plasma deposition using new configuration in cathode cage: evaluation through thin film deposition of MoS2 on AISI 1020
Registro en:
LIMA, Luciano Lucas Fernandes. Estudo da deposição a plasma utilizando nova configuração de gaiola catódica: avaliada através da deposição de filme fino de MOS2 em Aço AISI 1020. Orientador: Thércio Henrique de Carvalho Costa. 2023. 45f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.
Autor
Lima, Luciano Lucas Fernandes
Resumen
The use of solid lubricating films is a great option for controlling wear and
friction under certain operating conditions, in addition to not harming the
environment Thus, this work aims to carry out a study on plasma deposition
with cathodic cage of MoS2 thin films on AISI 1020 steel substrates. From an
adaptation of the cathode cage called cathode cylinders, the samples were
treated in cathodic and floating potential with temperatures of 300 °C, 350 °C
and 400 °C, all with an atmosphere rich in argon, to study their deposition in
the two configurations of potential. After the treatments, the samples were
submitted to chemical analyzes by X-ray diffraction (XRD) and Raman
spectroscopy, in addition to the calotest tribological test. It was possible to
quantify the coating thickness using scanning electron microscopy (SEM). In
general, the results indicated success in the deposition of molybdenum
disulfide in all samples treated at floating potential, and in the formation of
sulfide compounds at cathode potential. It was also possible to qualify the film
by observing the vibration bands after deconvolution of Raman spectroscopy,
since it indicated the presence of peaks referring to MoS2 and its compounds.
Finally, there was a significant reduction in wear through the cap test. A utilização de filmes sólidos lubrificantes é uma ótima opção no controle do
desgaste e atrito sob certas condições de operação além de não agredirem o
meio ambiente. Assim, este trabalho visa realizar um estudo acerca da
deposição por plasma com gaiola catódica de filmes finos de MoS2 em
substratos de aço AISI 1020. A partir de uma adaptação da gaiola catódica
denominada cilindros catódicos, as amostras foram tratadas em potencial
catódico e flutuante com temperaturas de 300 °C, 350 °C e 400 °C, todas com
atmosfera rica em argônio, para estudar sua deposição nas duas
configurações de potencial. Após os tratamentos, as amostras foram
submetidas a análises químicas por difração de raios-X (DRX) e
espectroscopia Raman, além de ensaio tribológico de caloteste. Foi possível
quantificar a espessura do revestimento utilizando microscopia eletrônica de
varredura (MEV). De forma geral, os resultados indicaram êxito na deposição
do bissulfeto de molibdênio em todas as amostras tratadas em potencial
flutuante, e na formação de compostos de sulfeto em potencial catódico.
Também foi possível qualificar o filme observando as bandas de vibração
após deconvolução da espectroscopia Raman, uma vez que indicou a
presença de picos referentes ao MoS2 e seus compostos. Por fim, houve uma
expressiva redução no desgaste através do ensaio de caloteste.