Efeito do tratamento de oxidação a plasma na produção de uma bicamada SiOx/SiOxCyHz

Página do item simplificado
dc.contributor.advisorRangel, Elidiane Cipriano [UNESP]
dc.contributor.authorRibeiro, Rafael Parra
dc.contributor.institutionUniversidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.date.accessioned2018-01-11T13:13:15Z
dc.date.available2018-01-11T13:13:15Z
dc.date.issued2017-08-16
dc.description.abstractDevido às suas propriedades mecânicas, soldabilidade e baixo custo, o aço carbono é um material amplamente utilizado nos mais diversos setores. Entretanto, o aço carbono é facilmente oxidado quando exposto ao ambiente. Para evitar esse problema, alguns trabalhos sugerem o desenvolvimento de revestimentos protetivos utilizando técnicas de deposição a plasma baseadas no composto hexametildisiloxano, HMDSO. A partir deste composto podese obter desde estruturas organosilicones até as inorgânicas pela alteração dos parâmetros de deposição. Revestimentos tipo óxido de silício são mais resistentes à corrosão que os organosilicones, porém sua estabilidade física é menor. Com o objetivo de associar as propriedades favoráveis de ambos os tipos de revestimentos, investigou-se, no presente trabalho, a possibilidade de revestir o aço carbono com sistemas bicamadas SiOx/SiOxCyHz através da combinação de metodologia de deposição e oxidação em plasmas de baixa pressão. Para tanto, filmes do tipo SiOxCyHz foram depositados a plasma de mistura de HMDSO (70%), O2 (20%) e Ar (10%) excitado por radiofrequência (150 W). A pressão total da atmosfera de deposição foi de 20 Pa. Os filmes foram depositados por 30 min e, posteriormente, expostos a plasmas de O2 (3,3 Pa, 10-300 W, 60 min) com o objetivo de criar uma camada superficial inorgânica. Foram investigados os efeitos da potência de excitação do plasma de O2 na espessura de camada, estrutura química e composição elementar das amostras. Avaliou-se também o efeito da potência do plasma de oxidação nas propriedades de barreira do revestimento depositado sobre aço carbono. Filmes como-depositados foram caracterizados como organosilicones. A exposição ao plasma de oxigênio foi observada remover hidrogênio, carbono e grupos metil da estrutura transformando-a em óxido de silício, sendo, todavia, o grau de conversão e a espessura da camada convertida fortemente dependentes da potência do plasma de oxidação. A resistência do sistema preparado sobre o aço carbono à corrosão foi observada depender da espessura final da camada e também da conectividade da estrutura convertida em sílica mais que do grau de conversão. A condição de tratamento eleita como ótima neste trabalho foi a conduzida com 50 W de potência por criar uma camada superficial inorgânica fina, compacta, com uma estrutura superficial similar a da sílica além de preservar a espessura do filme e aumentar as propriedades de barreira do sistema.pt
dc.description.abstractDue to its mechanical properties, welding and low cost, carbon steel is a material widely used in several sectors. However, carbon steel is easily oxidized when exposed to the environment. To avoid this problem, some work suggests the development of protective coating using plasma deposition techniques based on the compound hexamethyldisiloxane, HMDSO. From this compound it is possible to obtain from organosilicones structures to inorganic by changing the parameters of deposition. Silicon oxide type coatings are more resistant to corrosion than organosilicones, but their physical stability is lower. With the objective of associating the favorable properties of both types of coatings, the present work investigated the possibility of coating the carbon steel with SiOx/SiOxCyHz bilayer systems through the combination of deposition and oxidation methodology in low pressure plasmas. For that, SiOxCyHz films were deposited in a mixture plasma of HMDSO (70%), O2 (20%) and Ar (10%) excited by radiofrequency (150 W). The total pressure of the atmosphere of deposition was 20 Pa. The films were deposited for 30 min and subsequently exposed to O2 plasmas (3.3 Pa, 10-300 W, 60 min) to create an inorganic surface layer. The effects of the excitation power of the O2 plasma on the layer thickness, chemical structure and elemental composition of the samples were investigated. The effect of the oxidation plasma power was also evaluated in the barrier properties of the coating deposited on carbon steel. As-deposited films were characterized as organosilicones. Exposure to oxygen plasma was observed to remove hydrogen, carbon and methyl groups from the structure transforming it into a silicon oxide, however, the degree of conversion and the thickness of the converted layer is strongly dependent on the power of the oxidation plasma. The corrosion resistance of the system prepared on carbon steel was observed to depend on the final thickness of the layer and also on the connectivity of the structure converted to silica rather than the degree of conversion. The treatment condition chosen as optimal in this work was the one conducted with 50 W of power by creating a thin, compact, inorganic surface layer with a silica-like surface structure in addition to preserving the film thickness and increasing the barrier properties of the system.en
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
dc.description.sponsorshipId1560670
dc.description.sponsorshipId1545023
dc.identifier.aleph000895795
dc.identifier.capes33004056083P7
dc.identifier.lattes6885205382275380
dc.identifier.orcid0000-0001-7909-190X
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11449/152465
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.rights.accessRightsAcesso aberto
dc.subjectAço carbonopt
dc.subjectResistência à corrosãopt
dc.subjectSiOxCyHzpt
dc.subjectSiOxpt
dc.subjectPECVDpt
dc.subjectOxidação a plasmapt
dc.subjectCarbon steelen
dc.subjectCorrosion resistanceen
dc.subjectPlasma oxidationen
dc.titleEfeito do tratamento de oxidação a plasma na produção de uma bicamada SiOx/SiOxCyHzpt
dc.title.alternativeEffect of plasma oxidation treatment on production of a SiOx/SiOxCyHz bilayeren
dc.typeDissertação de mestrado
unesp.advisor.lattes6885205382275380[1]
unesp.advisor.orcid0000-0001-7909-190X[1]
unesp.campusUniversidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Ciências, Baurupt
unesp.embargoOnlinept
unesp.graduateProgramCiência e Tecnologia de Materiais - FCpt
unesp.knowledgeAreaCiência e tecnologia de materiaispt
unesp.researchAreaCiência e engenharia de interfacespt

Arquivos

Pacote Original
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Imagem de Miniatura
Nome:
ribeiro_rp_me_bauru.pdf
Tamanho:
3.29 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Baixar
Licença do Pacote
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
license.txt
Tamanho:
2.99 KB
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descrição:

Coleções

Dissertações - Ciência e Tecnologia de Materiais - FC