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Películas de nitruro de vanadio como recubrimiento anticorrosivo sintetizadas por pulverización catódica reactiva DC a magnetrón
Vanadium nitride films as anticorrosive coating prepared by reactive DC magnetron sputtering
David Cervantes Vásquez
Leonel Susano Cota Araiza
Amilkar Sebastian Fragiel Alcina
Acceso Abierto
Atribución
Nitruro de vanadio,Películas delgadas,Recubrimiento anticorrosivo,Pulverización catódica,Espectroscopía de impedencia electroquímica
El propósito de este trabajo fue el crecimiento de películas de nitruro de vanadio mediante la técnica pulverización catódica reactiva DC asistida por magnetrón, utilizando acero calidad herramienta (D2) como substratos. El crecimiento de las películas se realizó a diferentes presiones parciales de N<sub>2</sub> en un intervalo de 0.2 a 1.0 mTorr. El comportamiento electroquímico de estas películas fue analizado mediante la técnica de espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS), utilizando una solución de cloruro de sodio (NaCl) al 5% como electrolito, obteniéndose densidades de corriente de corrosión (i<sub>corr</sub>) para el acero recubierto muy inferiores al acero sin recubrir indicando el fuerte nivel de protección que tiene los recubrimientos o las películas sintetizadas. La determinación de las propiedades mecánicas de las películas antes mencionadas arrojan valores de dureza en un intervalo de 16 a 24 Gpa dependiendo de la presión parcial de nitrógeno durante el crecimiento de la película. Esta característica refleja que estas películas se encuentran en la categoría de recubrimientos duros. La caracterización físico-química de la superficie de los recubrimientos consistió en el análisis de composición elemental por espectroscopía de electrones fotoemitidos (XPS) y espectroscopía de electrones Auger (AES) encontrando vanadio, nitrógeno y carbono. La estructura cristalográfica revela la formación de la fase cúbica VN determinada por difracción de rayos X (XRD). La topografía de los recubrimientos fue observada a través de imágenes de microscopía electrónica de barrido (SEM).
The goal of this work was to grow vanadium nitride films onto polished D2 tool-grade steel substrates by applying a reactive DC magnetron sputtering system. During the growth process, the N<sub>2</sub> partial pressure was varied from 0.2 to 1.0 mTorr. The corrosion resistance of vanadium nitride films has been determined by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) in a 5% NaCl solution as electrolite. Compared with the bare substrate, the corrosion test revealed that the corrosion current density for vanadium nitride /steel system decreased significantly, indicating that the vanadium nitride films indeed provide high corrosion resistance. The mechanical properties of the films were measured by nanoindentation. Film hardness values varied from 16 to 24 GPa, depending on N<sub>2</sub> pressure. These hardness values correspond to the hard coatings category. X ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Auger electron spectroscopy (AES) were used to obtain the chemical compositions of the films. The results show that they consist of vanadium, nitrogen and carbon. X ray diffraction (XRD) shows that a cubic VN structure is formed. Scannnig electron microscopy (SEM) was applied in order to study the morphology of the films.
CICESE
2009
Tesis de maestría
Español
Cervantes Vásquez, D.2009.Películas de nitruro de vanadio como recubrimiento anticorrosivo sintetizadas por pulverización catódica reactiva DC a magnetrón.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 57 pp.
OTRAS ESPECIALIDADES FÍSICAS
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