Influencia de la temperatura del sustrato en la microestructura de recubrimientos de TiN/TiC

Influence of substrate temperature on the microstructure of TiN/TiC

Las bicapas de TiN/TiC se depositaron utilizando la técnica de deposición en fase vapor asistido por plasma (PAPVD)-Arco Pulsado, variando la temperatura del sustrato en un rango de 100-120 °C, con intervalos de 5 °C. Los recubrimientos se analizaron por medio de XPS y XRD. A partir del tratamiento de las señales de los espectros angostos de XPS y los patrones de XRD, se determino la formación de los compuestos TiN (Nitruro de Titanio), TiC (Carburo de Titanio) y TiCN (carbonitruro de titanio) en la fase cristalográfica fm-3m correspondiente a las fases FCC de estos compuestos sintetizados.

1 INTRODUCCIÓN

En los recubrimientos duros en forma de multicapas las interacciones entre las diferentes intercaras determinan la capacidad de adherencia entre las capas y por lo tanto desempeñan un papel primordial en las diferentes aplicaciones industriales [L, 2). Las multicapas crecidas por medio de técnicas de deposición de alta energía, como la PAPVD-Arco Pulsado, son sometidas a un alto grado de intercambio atómico de ambos materiales provenientes de los recubrimientos adyacentes [3], lo que permite un alto nivel de difusión atómica y buena adherencia. Las aplicaciones de estos sistemas incluyen: herramientas de corte y de conformación, barreras térmicas y materiales resistentes a la corrosión en estructuras metálicas (4, 5]. El TiC es un material de interés comercial debido a que posee características como: alta dureza, baja densidad, alta conductividad térmica y eléctrica y resistencia a la corrosión [6]. Debido a esto se ha despertado un creciente interés en los investigadores, especialmente al tratar de entender las propiedades estructurales y superficiales del compuesto (7, 8], para permitir el control de estas propiedades en función de los parámetros de síntesis. La temperatura del sustrato es importante en la producción de recubrimientos, ya que mejora el proceso de nucleación por medio de la combinación de factores tales como disociación en la formación de islas durante las etapas iníciales del crecimiento y el incremento de la movilidad superficial [9], además, la temperatura facilita la difusión de átomos hacia la superficie del sustrato y las intercaras [10]. Adicionalmente, mejora la coalescencia de islas en las etapas finales del crecimiento. En este trabajo se depositaron recubrimientos de TiN/TiC variando la temperatura del sustrato analizando su composición química obteniendo la energía y tipo de enlace característica para cada elemento y sus propiedades microestructurales tales como tipo de red cristalina, parámetros de red, tamaño de cristalito y microdeformaciones.

2 DETALLES EXPERIMENTALES