Recubrimientos de TiN en acero mediante una descarga capilar pulsada

G. AVARIA; M. FAVRE; H. BHUYAN; E. WYNDHAN; H. KELLY; D. GRONDONA; A. MÁRQUEZ

Santiago de Chile

Congreso; SAM/CONAMET; 2006

Fac. Cs. Físicas y Matemáticas. Univ. de Chile

La geometría característica de una descarga capilar pulsada (PCD)[1] establece condiciones naturales para la formación de jets de plasma, los cuales se expanden en el gas neutro presente en la cámara. Un capacitor de almacenamiento local, coaxial con el capilar, es cargado pulsadamente a un máximo de –10kV, lo que resulta en un pulso de corriente de ~10ns, ~2kA. La descarga es operada en Nitrógeno, en un modo pulsado continuo, a una frecuencia de 50 Hz y presiones entre 0.3 y 1 Torr. Se ha investigado el recubrimiento producido estos jets de plasma sobre sustratos de acero inoxidable AISI 304. El ánodo de la cámara está hecho de Titanio, el cual al interactuar con el plasma de Nitrógeno produce recubrimientos de TiN sobre los sustratos. Se presentan los resultados de la caracterización del plasma a distintas presiones y tiempos de descarga, además de análisis SEM, EDS y AFM de los depósitos realizados. Esta caracterización fue realizada mediante el uso de Sondas de Langmuir Dobles, las cuales entregan datos sobre la temperatura electrónica y la densidad presente en el jet de plasma. Paralelamente se realizaron estudios espectrográficos del plasma, pudiendo observar la presencia de átomos ionizados de titanio y nitrógeno. Se encontró una relación inversa entre la presión de nitrógeno presente en la cámara y el espesor del recubrimiento sobre acero, además de una relación directa entre la temperatura y densidades del plasma con el espesor del depósito. [1] P. Choi and M. Favre, Rev. Sci. Instrum. 69, 3118 (1998) Rev. Sci. Instrum. 69, 3118 (1998)