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http://hdl.handle.net/11422/20113| Type: | Tese |
| Title: | Filmes cerâmico-metálicos nanoestruturados produzidos por magnetron sputtering |
| Author(s)/Inventor(s): | Alencastro, Felipe Sampaio |
| Advisor: | Simão, Renata Antoun |
| Abstract: | Este trabalho trata da deposição de superfícies nanoestruturadas cerâmico- metálicas produzidas por magnetron sputtering. Três grupos de filmes (Ti-Si-O-N, Al- Ti-C e Al-Si-N) foram depositados a partir de uma combinação de alvos metálicos e cerâmicos (Ti e Si02, AI e TiC, e AI e Si3N4, respectivamente). Os filmes do grupo Ti Si-O-N foram depositados visando aplicação em coletores solares; o grupo Al-Ti-C foi desenhado buscando aplicação em espelhos para heliostatos concentradores de radiação em coletores de alta temperatura; e os filmes Al-Si-N foram depositados buscando o endurecimento de filmes de alumínio. Os filmes depositados foram analisados por microscopia eletrônica de transmissão para avaliação da sua morfologia. Espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS) e espectrometria por retroespalhamento de Rutherford (RBS) foram utilizadas para a determinação da composição química dos filmes. Os grupos Al-Ti-C e Al-Si-N foram avaliados quanto à sua nanodureza, ao passo que o grupo Ti-Si-O-N foi avaliado opticamente nas regiões do ultravioleta, visível e infravermelho por UVVis e FTIR. Os resultados das análises indicam que filmes de todos os grupos são compostos por nanocristais metálicos dispersos em matriz amorfa, onde a fração volumétrica dos cristais depende da quantidade de metal depositado, assim como a dureza superficial dos filmes. Os filmes do grupo Ti-Si-O-N exibiram nanopartículas metálicas na camada absorvedora com maior fração metálica, cuja espessura foi associada à emitância térmica das amostras; a camada absorvedora com menor fração metálica, associada à absorção solar, não apresentou nanopartículas metálicas. |
| Abstract: | This work deals with the deposition of nanostructured ceramic-metallic thin films made by magnetron sputtering. Three groups (Ti-Si-C-N, Al-Ti-C and Al-Si-N) were deposited from a mixture of metallic and ceramic sputtering targets (Ti and SiC2, Ai and TiC, and AI and Si3N4, respectively). Ti-Si-O-N films were deposited seeking an application on solar collector systems; Al-Ti-C group was designed aiming an application on mirrors for heliostats used on solar concentrating systems; and Al-Si-N films were deposited seeking the hardnening of AI films. Deposited films were analyzed by transmission electron microscopy to evaluate its morphology. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Rutherford backscattering spectrometry (RBS) were used to determine the films chemical composition. The nanohardness of Al-Ti-C and Al-Si-N groups was evaluated, while samples from Ti-Si-C-N group were optically analyzed on ultraviolet, visible and infrared radiation ranges. Analyses results show that films from every group are formed by metallic nanocrystals embedded in an amorphous matrix, where both the volumetric fraction of nanocrystals and films hardness are dependent on the amount of deposited metal. Films from Ti-Si-C-N group showed nanoparticles only on the high metal fraction layer, linked to the thermal emittance of samples; the low metal fraction layer, related to solar absorption, did not show metallic nanoparticles. |
| Keywords: | Filmes finos Materiais nanoestruturados Magnetron Sputtering |
| Subject CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS::CERAMICOS |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de Materiais |
| Production unit: | Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia |
| Publisher: | Universidade Federal do Rio de Janeiro |
| Issue Date: | Sep-2019 |
| Publisher country: | Brasil |
| Language: | por |
| Right access: | Acesso Aberto |
| Appears in Collections: | Engenharia Metalúrgica e de Materiais |
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