Producción y caracterización de recubrimientos de multicapas de TiN / ZrN por PAPVD por arco pulsado

Abstract

En este trabajo se estudia el crecimiento y caracterización de las pel ículas delgadas de TiN y ZrN crecidas en forma de monocapas, bicapas y multicapas, utilizando la técnica de Deposición Física en Fase de Vapor asistida por Plasma (PAPVD) por arco pulsado. El crecimiento de los recubrimientos se realizó a diferente número de descargas. Por medio de la difracción de rayos X (XRD) se pudo identificar que tanto para el TiN como para el ZrN, el plano de mayor intensidad se da en la orientación (200) y este comportamiento se mantiene para los diferentes diseños de las películas (monocapas, bicapas y multicapas). El Coeficiente de Textura para la orientación (200) para ambos nitruros presente en las monocapas y multicapas decrece a medida que aumenta el número de descargas. El tamaño cristalito promedio se mantiene relativamente constante para el TiN y ZrN presente en los diferentes diseños de las películas. El comportamiento de las microdeformaciones del ZrN es creciente a medida que aumenta en número de descargas. Con la microscopía de fuerza atómica (AFM) se caracterizó las películas desde el punto de vista morfológico, determinando parámetros como la rugosidad rms y tamaño de grano. Se determinó que el ZrN tiene menor coeficiente de fricción que el TiN, y para ello se empleo la técnica de microscopia de fuerza lateral (LFM). Con espectroscopia de energía dispersiva de rayos X (EDX) y fotoelectrones de rayos X (XPS) se caracterizó elementalmente los recubrimientos, en los que se identificó los elementos constitutivos de las películas. Y además se pudo concluir que el Z r-N tiene mayor presencia de nitrógeno que en el Ti-N. Con el perfil de profundidad se verificó que el crecimiento de las películas es por multicapas. (Texto tomado de la fuente)

In this work it is present the growth and characterization of Thin films of TiN and ZrN, produced in monolayers, bilayers and multilayers, using the Plasma assisted Physical Vapor Deposition technique by Pulsed Arc. The growth of the coatings were carried out at different number of shots. By means of X-ray diffraction (XRD) it was possible to identify that in both cases for TiN and ZrN the plane with most intensity is given at (200) orientation and this behaviour is maintained for the different designs of the films (monolayers, bilayers and multilayers). The (200) orientation texture coefficient for both nitrides obtained in monolayers and multilayers decreases when the number of shots increases. The average crystallite size it is conserved relatively constant for TiN and ZrN present in the different cases. The behaviour of the ZrN micro-strain is increase as a function of number of shots. By employing Atomic Force Microscopy (AFM) it was characterized the films from the morphological point of view, determining parameters as roughness rms and grain size. Its was observed that ZrN has low friction coefficient than TiN and for this purpose it was used the Lateral Force Microscopy (LFM) technique. Using Energy Dispersive of X-ray Spectroscopy (EDX) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), the coatings were characterized elementally, identifying the elements that constitute the films. Moreover, it was possible to conclude that Zr-N has great presence of nitrogen than Ti-N. By realizing a depth profile it was verified that the growth of films is in way of multilayers.