Producción, caracterización y evaluación de las propiedades mecánicas de recubrimientos duros de TiN y TiVN

Abstract

Los objetivos de esta tesis son en contribuir al desarrollo y difusión de la tecnología de sputtering para producir recubrimientos de alta dureza de nitruro de titanio; usar técnicas de análisis para verificar la composición química y la estructura cristalina del material producido; Determinar las propiedades mecánicas de nuestros materiales tales como dureza, adherencia al sustrato y resistencia al desgaste por abrasión y fricción; Investigar las posibilidades de mejorar las propiedades mecánicas y tribológicas del TiN agregando un porcentaje de vanadio en la composición química del material. En ese sentido esta tesis ha sido dividida en cuatro capítulos: El capítulo 1 es introductorio, y tratamos de explicar la importancia del tema, cuáles son nuestros objetivos y resumimos el programa para cumplir con nuestros objetivos. En el capítulo 2 describimos los fundamentos de la técnica de sputtering para producir películas delgadas y recubrimientos duros. Describimos también los fundamentos de las técnicas para analizar los materiales producidos. Estas técnicas son: Análisis químico por técnica XPS, análisis estructural por difracción de rayos X, Microscopía electrónica de barrido, medición de dureza por técnica Vickers y nanoindentación. También describimos los fundamentos de dos técnicas para analizar las propiedades tribológicas de nuestros materiales: desgaste por fricción y desgaste por abrasión. En el capítulo 3, Procedimiento Experimental y Resultados, describimos la forma específica como la técnica de magnetron sputtering fue aplicada en nuestro laboratorio para la producción de TiN y TiVN. También se muestran los resultados experimentales de la aplicación de las diferentes técnicas de análisis a nuestros materiales. Aplicamos así mismo el modelo Jhonsson and Hogmark [Jon-84] para deducir la dureza de los recubrimientos a partir de la dureza compuesta del sistema sustrato-recubrimiento. En el capítulo 4, Conclusiones y Recomendaciones, enfatizamos los resultados más importantes de esta tesis y proponemos las recomendaciones correspondientes para la continuación de este trabajo.