O objetivo da presente dissertação é o estudo de difusão de In e Pd na
matriz de a-Ti. O interesse deste estudo baseia-se na investigação
sistemática, realizada pelo grupo de Implantação Iônica, de difusão de
impurezas substitucionais em a-Ti com o fim de determinar uma relação
entre tamanho, valência e solubilidade e os respectivos coeficientes de
difusão. Considerações de tamanho, diferença de valência e solubilidade
indicam que o In deverá difundir substitucionalmente. Por outro lado,
não está claro qual será o mecanismo de difusão do Pd, pois a sua
solubilidade não é muito alta e seu raio atômico é menor que o da
matriz. A dependência do coeficiente de difusão desses dois elementos
com a temperatura foi estudada entre 823 e 1073 K no caso do In, e entre
673 e 1073 K no caso do Pd. Em ambos os casos, a técnica de RBS foi
utilizada para determinar os perfis de concentração. Esta técnica tem
uma alta resolução em profundidade (tipicamente 10 nm), o que permite a
determinação das baixas difusividades esperadas no presente experimento
(D ≤ 10-17 m² s-¹). Adicionalmente, utilizamos para o caso do Pd a
técnica de canalização, com a finalidade de determinar o grau de
substitucionalidade dos átomos de Pd, tanto imediatamente após a
implantação, quanto depois de efetuados os recozimentos e, portanto,
determinar o mecanismo de difusão do mesmo em α - Ti. No caso do In, os
coeficientes de difusão seguem uma lei de Arrhenius com parâmetros de
difusão Q = (260 ± 10) kJ/mol e Do = (2,0 ± 1,3) x 10-6 m² s-¹ , valores
estes, típicos de um comportamento difusivo substitucional. No entanto,
para o Pd, os coeficientes de difusão também seguem um comportamento
tipo Arrhenius, com Q = (264 ± 9) kJ/mol e Do = (2,8 ± 1,3) x 10-3 m²
s-¹. Quando se comparam os resultados do Pd com outros substitucionais,
tais como Pb, Au, Sn e In, os resultados indicam que o Pd é um difusor
rápido, porém mais lento que os intersticiais do tipo Fe, Co ou Cu. Por
outro lado, os experimentos de canalização indicam que no intervalo de
temperatura estudado, 30% dos átomos de Pd ficam em posição intersticial
na rede. Isto é um forte indício de que o mecanismo de difusão é do
tipo misto.
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