Deposição de diamante CVD sobre nitreto de silício por filamento quente

O presente trabalho foi dedicado ao desenvolvimento no Departamento de Cerâmica e do Vidro, de um equipamento de deposição de filmes de diamante CVD (“Chemical Vapour Deposition”) sobre substratos cerâmicos e metálicos utilizando o método do filamento quente. O diamante possui propriedades mecânicas...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Tallaire, Alexandre Jean-Baptiste (author)
Formato: masterThesis
Idioma:eng
Publicado em: 1000
Assuntos:
Texto completo:http://hdl.handle.net/10773/23752
País:Portugal
Oai:oai:ria.ua.pt:10773/23752
Descrição
Resumo:O presente trabalho foi dedicado ao desenvolvimento no Departamento de Cerâmica e do Vidro, de um equipamento de deposição de filmes de diamante CVD (“Chemical Vapour Deposition”) sobre substratos cerâmicos e metálicos utilizando o método do filamento quente. O diamante possui propriedades mecânicas, térmicas e eléctricas excepcionais devido à sua estrutura cristalina muito rígida. Apesar do seu elevado preço, estas propriedades tornam o diamante num material de eleição para várias aplicações. O interesse em sintetizá-lo, por vários métodos, evocados na abordagem teórica desse trabalho, é cada vez maior. A deposição de filmes finos de diamante CVD policristalino encontrou uma das suas aplicações mais prometedoras na área das ferramentas de corte. A opção por substratos de natureza carburígena à base de nitreto de silício (Si3N4) para a deposição de diamante CVD, constituiu uma alternativa aos substratos convencionais de carboneto de tungsténio (WC/Co) que permitiu melhorar a adesão filme/substrato. Os estudos já realizados mostraram que controlando as condições de deposição é possível sintetizar filmes de diamante aderentes com uma determinada morfologia e com uma alta pureza. Neste trabalho pretendeu-se determinar os parâmetros de deposição óptimos para a nucleação e o crescimento de filmes de alta qualidade usando o equipamento de CVD de filamento quente (HFCVD). Amostras de Si3N4 sinterizadas no laboratório foram cobertas com diamante e sistematicamente caracterizadas por análise Raman para obter informações sobre a qualidade do filme e observadas por microscopia de varrimento. Foram também realizadas análises por microscopia de força atómica e difracção dos raios X. Os resultados obtidos foram discutidos em termo de optimização dos parâmetros de deposição (concentração em metano, temperatura da amostra, pré-tratamento superficial…). Com o processo de HFCVD desenvolvido foi possível crescer filmes de diamante sobre substratos de Si3N4. A comparação com os filmes crescidos usando um reactor comercial de micro-ondas e a medição da adesão confirmaram a boa qualidade dos filmes.