STRUCTURAL, MECHANICAL, TRIBOLOGICAL PROPERTIES AND THERMAL STABILITY OF FLUORINATED AMORPHOUS CARBON FILMS DEPOSITED BY PECVD
COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR === Neste trabalho são apresentados os efeitos nas propriedades mecânicas, estruturais e tribológicas da incorporação de flúor em filmes de carbono amorfo hidrogenados depositados por Deposição na Fase Vapor Assistido por Plasma . A...
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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO
2005
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COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR === Neste trabalho são apresentados os efeitos nas
propriedades
mecânicas,
estruturais e tribológicas da incorporação de flúor em
filmes
de carbono
amorfo hidrogenados depositados por Deposição na Fase
Vapor
Assistido
por Plasma . A estabilidade térmica de filmes de carbono
amorfo fluorados
também foi estudada. Os filmes foram depositados a partir
de
uma mistura
dos gases C2H2 e CF4 com uma tensão de autopolarização
de -
350V. A
mistura de gases da deposição foi variada de uma
concentração de 0% até
90% de CF4. A estabilidade térmica foi verificada em
filmes
depositados
com 50% de C2H2 e 50% de CF4 na atmosfera precursora. Os
filmes foram
submetidos a temperaturas variando de 200oC a 600oC por
30
minutos. As
propriedades mecânicas, estruturais e tribológicas dos
filmes foram estudados
com o uso de técnicas nucleares (retroespalhamento de
Rutherford e Detecção
por recuo elástico), espectroscopia Raman, espectroscopia
de fotoelétrons
induzida por raios-X, perfilometria (tensão interna),
nanoindentação (dureza),
de microscopia de força atômica e de ângulo de contato.
Os
resultados obtidos
mostraram que a incorporação de flúor produzem filmes com
as
propriedades
indo em direção às propriedades do Teflon. Os filmes
ricos
em flúor são menos
densos, mais macios, mais hidrofóbicos e tem um menor
coeficiente de atrito do
que filmes de carbono amorfo hidrogenados. O tratamento
térmico realizado
mostrou que os filmes são estáveis a temperaturas de até
300oC. A partir
desta temperatura os filmes sofreram perda de flúor e
mudanças nas suas
propriedades indicando a formação de uma estrutura mais
grafítica. === This work presents the effects on the mechanical,
structural
and tribological
properties of the incorporation of fluorine in amorphous
carbon films
deposited by PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor
Deposition). The
thermal stability of fluorinated amorphous carbon films was
also studied. The
films were deposited using mixtures of C2H2 and CF4 gases
with a self-bias
voltage of - 350V. The concentration of CF4 in the gases
mixture was varied
from 0% to 90%. The thermal stability was investigated in
films deposited with
50% C2H2 and 50% CF4 as precursor atmosphere. These films
were annealed
in the temperatures range of 200oC to 600oC during 30
minutes for each sample.
The mechanical, structural and tribological properties were
studied using
nuclear techniques (Rutherford Backscattering and Elastic
Recoil Detection
Analysis), Raman and X-ray photoelectron spectroscopy,
profilometry (for internal
stress) and nanoidentation (for hardness), atomic force
microscopy and
contact angle measurements. The results showed that
fluorine
incorporation
produces films with properties resembling the Teflon's
properties. The films
rich in fluorine appear to have lower density, more
hydrophobicity and lower
friction coeficient than amorphous carbon films. They are
also softer than
them. The thermal annealing shows that films were thermally
stable within
temperatures up to 300oC. Above this temperature the films
tend to loose
fluorine and their properties change revealing a more
graphitic structure.
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FERNANDO LAZARO FREIRE JUNIOR MARCELO EDUARDO HUGUENIN MAIA DA COSTA |
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ndltd-IBICT-oai-MAXWELL.puc-rio.br-63762019-03-01T15:34:52Z STRUCTURAL, MECHANICAL, TRIBOLOGICAL PROPERTIES AND THERMAL STABILITY OF FLUORINATED AMORPHOUS CARBON FILMS DEPOSITED BY PECVD PROPRIEDADES ESTRUTURAIS, MECÂNICAS, TRIBOLÓGICAS E ESTABILIDADE TÉRMICA DE FILMES DE CARBONO AMORFO FLUORADO DEPOSITADOS POR PECVD MARCELO EDUARDO HUGUENIN MAIA DA COSTA FERNANDO LAZARO FREIRE JUNIOR FERNANDO LAZARO FREIRE JUNIOR RODRIGO PRIOLI MENEZES DANTE FERREIRA FRANCESCHINI FILHO ISRAEL JACOB RABIN BAUMVOL VLADIMIR JESUS TRAVA AIROLDI COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR Neste trabalho são apresentados os efeitos nas propriedades mecânicas, estruturais e tribológicas da incorporação de flúor em filmes de carbono amorfo hidrogenados depositados por Deposição na Fase Vapor Assistido por Plasma . A estabilidade térmica de filmes de carbono amorfo fluorados também foi estudada. Os filmes foram depositados a partir de uma mistura dos gases C2H2 e CF4 com uma tensão de autopolarização de - 350V. A mistura de gases da deposição foi variada de uma concentração de 0% até 90% de CF4. A estabilidade térmica foi verificada em filmes depositados com 50% de C2H2 e 50% de CF4 na atmosfera precursora. Os filmes foram submetidos a temperaturas variando de 200oC a 600oC por 30 minutos. As propriedades mecânicas, estruturais e tribológicas dos filmes foram estudados com o uso de técnicas nucleares (retroespalhamento de Rutherford e Detecção por recuo elástico), espectroscopia Raman, espectroscopia de fotoelétrons induzida por raios-X, perfilometria (tensão interna), nanoindentação (dureza), de microscopia de força atômica e de ângulo de contato. Os resultados obtidos mostraram que a incorporação de flúor produzem filmes com as propriedades indo em direção às propriedades do Teflon. Os filmes ricos em flúor são menos densos, mais macios, mais hidrofóbicos e tem um menor coeficiente de atrito do que filmes de carbono amorfo hidrogenados. O tratamento térmico realizado mostrou que os filmes são estáveis a temperaturas de até 300oC. A partir desta temperatura os filmes sofreram perda de flúor e mudanças nas suas propriedades indicando a formação de uma estrutura mais grafítica. This work presents the effects on the mechanical, structural and tribological properties of the incorporation of fluorine in amorphous carbon films deposited by PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition). The thermal stability of fluorinated amorphous carbon films was also studied. The films were deposited using mixtures of C2H2 and CF4 gases with a self-bias voltage of - 350V. The concentration of CF4 in the gases mixture was varied from 0% to 90%. The thermal stability was investigated in films deposited with 50% C2H2 and 50% CF4 as precursor atmosphere. These films were annealed in the temperatures range of 200oC to 600oC during 30 minutes for each sample. The mechanical, structural and tribological properties were studied using nuclear techniques (Rutherford Backscattering and Elastic Recoil Detection Analysis), Raman and X-ray photoelectron spectroscopy, profilometry (for internal stress) and nanoidentation (for hardness), atomic force microscopy and contact angle measurements. The results showed that fluorine incorporation produces films with properties resembling the Teflon's properties. The films rich in fluorine appear to have lower density, more hydrophobicity and lower friction coeficient than amorphous carbon films. They are also softer than them. The thermal annealing shows that films were thermally stable within temperatures up to 300oC. Above this temperature the films tend to loose fluorine and their properties change revealing a more graphitic structure. 2005-01-26 info:eu-repo/semantics/publishedVersion info:eu-repo/semantics/doctoralThesis http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=6376@1 http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=6376@2 por info:eu-repo/semantics/openAccess PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO PPG EM FÍSICA PUC-Rio BR reponame:Repositório Institucional da PUC_RIO instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro instacron:PUC_RIO |