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

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dc.contributor.authorHincapie C., William Steve
dc.contributor.authorGutiérrez B., Jesus Manuel
dc.contributor.authorTrava-Airoldi, V.J.
dc.contributor.authorOlaya F., J.J.
dc.contributor.authorAlfonso, J.E
dc.contributor.authorCapote, Gil
dc.coverage.spatialPaises Bajosspa
dc.date.accessioned2021-05-20T19:58:32Z
dc.date.available2021-05-20T19:58:32Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractSe 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.spa
dc.description.abstractenglishThe effect of two different interlayers on the adherence of DLC coatings to AISI 316 L stainless steel was studied. Titanium‑silicon (TixSi) interlayers and titanium‑silicon plus amorphous hydrogenated silicon (TixSi/a-Si:H) interlayers were deposited. TixSi intermediate layers were grown with three different thicknesses via the RF sputtering technique, while a-Si:H interlayers and DLC coatings were deposited using a DC-PECVD system with an active screen as an additional cathode. The microstructural characterization of the titanium‑silicon interlayer was carried out through the X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) techniques, and chemical analysis was done by means of energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), while DLC coatings were studied with Raman spectroscopy. The degree of adhesion of the DLC coatings to AISI 316 L stainless steel substrates was analyzed using critical load measurements and a VDI 3198 indentation test. XRD results showed that new crystalline phases were not present in the TixSi interlayer. XPS spectra showed a bond between the Sisingle bondFe and the Ti-Fe-O. The adherence results showed that the DLC coatings deposited using TixSi with 200 nm thickness exhibited a critical load value of 5 N, while the coatings with other thicknesses were completely delaminated when the same load was applied. These results suggested that the low adhesion of the DLC coating was due to the oxides formed at the TixSi-DLC interface. For the AISI 316 L/TixSi/a-Si:H/DLC coating, a critical load of 26 N was determined. The formation of titanium silicide, iron silicide, and silicon carbide in the interfaces allowed an increase in the adhesion strength between the interlayers. The Raman results showed that the DLC coatings exhibited good microstructural properties and hydrogen contents around 28 at.%. The DLC coatings also exhibited a hardness of 25 GPa.spa
dc.description.publindexQ2spa
dc.description.researchgroupGrupo de Investigación en Diseño, Análisis y Desarrollo de Sistemas de Ingeniería -GIDADspa
dc.identifier.issn9259635
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11371/3998
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenieria y Ciencias Basicasspa
dc.relation.citationissue0spa
dc.relation.citationvolume109spa
dc.relation.ispartofjournalDiamond and Related Materialsspa
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.diamond.2020.108079spa
dc.source.urihttps://www.sciencedirect.com/journal/diamond-and-related-materialsspa
dc.titleInfluencia de las capas intermedias TixSi y TixSi / a-Si: H en la adherencia de recubrimientos de carbono tipo diamantespa
dc.title.translatedInfluence of the TixSi and TixSi/a-Si:H interlayers on adherence of diamond-like carbon coatingsspa
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GRUPO DE INVESTIGACIÓN EN DISEÑO, ANÁLISIS Y DESARROLLO DE SISTEMAS DE INGENIERÍA (GIDAD)