Influencia de las capas intermedias TixSi y TixSi / a-Si: H en la adherencia de recubrimientos de carbono tipo diamante

Abstract

Se estudió el efecto de dos capas intermedias diferentes sobre la adherencia de los recubrimientos DLC al acero inoxidable AISI 316 L. Se depositaron capas intermedias de titanio-silicio (Ti x Si) y capas intermedias de titanio-silicio más silicio hidrogenado amorfo (Ti x Si / a-Si: H). Ti xLas capas intermedias de Si se cultivaron con tres espesores diferentes mediante la técnica de pulverización catódica de RF, mientras que las capas intermedias de a-Si: H y los recubrimientos DLC se depositaron utilizando un sistema DC-PECVD con una pantalla activa como cátodo adicional. La caracterización microestructural de la intercapa titanio-silicio se realizó mediante técnicas de difracción de rayos X (XRD) y espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS), y el análisis químico se realizó mediante espectroscopía de rayos X de energía dispersiva (EDS) , mientras que los recubrimientos DLC se estudiaron con espectroscopía Raman. El grado de adhesión de los recubrimientos DLC a sustratos de acero inoxidable AISI 316 L se analizó mediante mediciones de carga crítica y una prueba de indentación VDI 3198. Los resultados de XRD mostraron que las nuevas fases cristalinas no estaban presentes en el Ti xIntercapa de Si. Los espectros XPS mostraron un enlace entre el Si enlace sencilloFe y el Ti-Fe-O. Los resultados de adherencia mostraron que los recubrimientos DLC depositados usando Ti x Si con un espesor de 200 nm exhibieron un valor de carga crítica de 5 N, mientras que los recubrimientos con otros espesores se deslaminaron completamente cuando se aplicó la misma carga. Estos resultados sugirieron que la baja adhesión del revestimiento DLC se debió a los óxidos formados en la interfaz Ti x Si-DLC. Para el AISI 316 L / Ti xRecubrimiento Si / a-Si: H / DLC, se determinó una carga crítica de 26 N. La formación de siliciuro de titanio, siliciuro de hierro y carburo de silicio en las interfaces permitió un aumento en la fuerza de adhesión entre las capas intermedias. Los resultados de Raman mostraron que los recubrimientos DLC exhibieron buenas propiedades microestructurales y contenidos de hidrógeno alrededor del 28% at. Los recubrimientos DLC también exhibieron una dureza de 25 GPa.