Este trabalho apresenta uma análise das superfícies e das regiões
interfaciais da estrutura nanométrica de TiN sobre o substrato de aço
AISI M2 nitretado a plasma com uso de camada intermediária de Ti. O
objetivo da investigação foi identificar os principais componentes
químicos formados nesta estrutura e como estes estão distribuídos na
região de interface filme-substrato. O efeito da pré-nitretação do
substrato nas ligações interfaciais foi o foco principal. A nitretação a
plasma do substrato foi do tipo brilhante (bright nitriding), ou seja,
baixa temperatura (400oC) e mistura pobre em nitrogênio (5% de N2 em
balanço com H2) para evitar a formação de camada de compostos. Depois de
calibradas as taxas de deposição do TiN e do Ti em substratos de
silício, filmes ultrafinos de TiN e Ti (menores que 10 nm), a
temperatura ambiente, foram depositados por sputtering reativo nas
amostras de aço rápido. A taxa de deposição e a estequiometria foram
obtidas por espectrometria de retroespalhamento Rutherford (RBS) e por
análises por reações nucleares (NRA). Também foi analisado o perfil de
Ti por espalhamento de íons de média energia (MEIS). A caracterização
química das superfícies e interfaces das amostras de aço e do sistema
composto TiN/Ti/Aço foi realizada por espectroscopia de fotoelétrons
excitados por raios X (XPS). As interfaces e os perfis de concentração
do Ti e do N, foram analisada por espalhamento de íons de média energia
(MEIS) e pelo uso de ressonâncias estreitas na curva de seção de choque
(NRP). Os resultados mostraram a formação de nitretos de ferro e de
cromo na camada de difusão da superfície nitretada e uma menor
quantidade relativa de óxidos e hidróxidos metálicos nesta superfície.
No sistema TiN/Ti/Aço, a nitretação do substrato induziu a formação de
uma maior quantidade de nitretos de Ti, Fe e Cr nesta estrutura. As
análises dos perfis de concentração mostraram que a interdifusão nas
interfaces (TiN/Ti e Ti/Aço) foi significativamente intensificada na
amostra com substrato de aço nitretado. O efeito da desoxidação
promovido pela nitretação a plasma e o incremento da interdifusão
interfacial vão ao encontro de uma transição de propriedades mais suave e
de uma maior adesão do revestimento duro ao substrato de aço.
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