Registro fonte: Desenvolvimento de processo para enriquecimento de superfície através da aditivação de titânio por mecanismo de sputtering

Desenvolvimento de processo para enriquecimento de superfície através da aditivação de titânio por mecanismo de sputtering

The objective of this work was to develop an equipment to enrich the surface of a metallic substrate by vaporizing titanium atoms in a sputtering process. This process aims to bring a new method of performance improvement of low-cost materials in applications where it is required high hardness and/o...

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Autor principal:	Oliveira, Cesar Ricardo
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Superfícies (Tecnologia) Titânio - Aditivos Revestimentos Difusão Nitretação Engenharia mecânica Surfaces (Technology) Titanium - Additives Coatings Diffusion Nitriding Mechanical engineering CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10581
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id	riut-1-10581
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spelling	riut-1-105812020-11-12T18:59:33Z Desenvolvimento de processo para enriquecimento de superfície através da aditivação de titânio por mecanismo de sputtering Process development for surface treatment enrichment through titanium aditivation bu sputtering mechanism Oliveira, Cesar Ricardo Villanova, Rodrigo Lupinacci Villanova, Rodrigo Lupinacci Reis, Ricardo Fernando dos Bernardelli, Euclides Alexandre Superfícies (Tecnologia) Titânio - Aditivos Revestimentos Difusão Nitretação Engenharia mecânica Surfaces (Technology) Titanium - Additives Coatings Diffusion Nitriding Mechanical engineering CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA The objective of this work was to develop an equipment to enrich the surface of a metallic substrate by vaporizing titanium atoms in a sputtering process. This process aims to bring a new method of performance improvement of low-cost materials in applications where it is required high hardness and/or low coefficient of friction. The project was developed in partnership with the company SDS Plasma, which operates in the manufacture of reactors for plasma nitriding, and the proposed equipment is a modified nitriding reactor, so that it can be used in both nitriding processes of parts as in the process of superficial enrichment proposed in this work. After the construction of the reactor, tests were performed to concentrate plasma in order to generate higher sputtering rate in the enrichment material (titanium). For plasma generation, a voltage source is still pulsed. Tests were also performed to determine a position and polarity arrangement of the part and the target to achieve higher sputtering rate and titanium absorption in the substrate. A target prototype was generated to perform the tests. After the assays, the specimens were analyzed by SEM image (scanning electron microscope) and EDS (X-ray energy dispersion spectroscopy) to determine the presence of titanium in the samples. Despite being very unstable, in one of the tests it was possible to find titanium on the surface of the substrate, when a 0V voltage system was used in the target -500V in the workpiece and a distance of 100 mm from the target. O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um equipamento para enriquecer a superfície de um substrato metálico através da vaporizarão de átomos de titânio num processo de sputtering. Este processo visa trazer um novo método de melhoria de desempenho de materiais de baixo custo em aplicações onde se é exigido elevada dureza e/ou baixo coeficiente de atrito. O projeto foi desenvolvido em parceria com a empresa SDS Plasma, que atua na fabricação de reatores para nitretação por plasma, e o equipamento proposto é um reator de nitretação modificado, de tal modo que possa ser utilizado tanto em processos de nitretação comercial de peças como no processo de enriquecimento superficial proposto neste trabalho. Após a construção do reator, foram realizados testes para concentrar plasma a fim de gerar maior taxa de sputtering no material de enriquecimento (titânio). Para a geração de plasma foi utilizado uma fonte de tensão continua pulsada. Também foram realizados testes para determinar um arranjo de posição e polaridade da peça e do alvo para que atingisse maior taxa de sputtering e absorção de Titânio no substrato. Foi gerado um protótipo de alvo para realizar os ensaios. Após os ensaios a peças foram analisadas por imagem MEV (Microscópio Eletrônico de Varredura) e EDS (Espectroscopia por Dispersão de Energia de Raios X) para determinar a presença de titânio nas amostras. Apesar de ser bem instável, em um dos testes foi possível encontrar titânio na superfície do substrato, quando utilizado um sistema de tensão 0V no alvo e -500V na peça e uma distância de 100 mm do alvo. 2023-04-14 2020-11-12T18:59:31Z 2018-12-14 bachelorThesis OLIVEIRA, Cesar Ricardo. Desenvolvimento de processo para enriquecimento de superfície através da aditivação de titânio por mecanismo de sputtering. 2018. 36 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10581 por embargoedAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Curso de Engenharia Mecânica UTFPR
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description	The objective of this work was to develop an equipment to enrich the surface of a metallic substrate by vaporizing titanium atoms in a sputtering process. This process aims to bring a new method of performance improvement of low-cost materials in applications where it is required high hardness and/or low coefficient of friction. The project was developed in partnership with the company SDS Plasma, which operates in the manufacture of reactors for plasma nitriding, and the proposed equipment is a modified nitriding reactor, so that it can be used in both nitriding processes of parts as in the process of superficial enrichment proposed in this work. After the construction of the reactor, tests were performed to concentrate plasma in order to generate higher sputtering rate in the enrichment material (titanium). For plasma generation, a voltage source is still pulsed. Tests were also performed to determine a position and polarity arrangement of the part and the target to achieve higher sputtering rate and titanium absorption in the substrate. A target prototype was generated to perform the tests. After the assays, the specimens were analyzed by SEM image (scanning electron microscope) and EDS (X-ray energy dispersion spectroscopy) to determine the presence of titanium in the samples. Despite being very unstable, in one of the tests it was possible to find titanium on the surface of the substrate, when a 0V voltage system was used in the target -500V in the workpiece and a distance of 100 mm from the target.
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