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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3468| Estudio de las propiedades mecánicas de películas delgadas de nitruro de tungsteno depositadas sobre acero 304 por erosión iónica dc | |
| Anabel Clemente Hernández | |
| Gerardo Soto Herrera | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Tungsteno,Propiedades mecánicas,Nitruro,Películas delgadas,Bombardeo iónico | |
| La nitruración de metales es una técnica valiosa para la obtención de materiales con propiedades mejoradas y que tienen potenciales aplicaciones tecnológicas. La presente investigación se ha enfocado sobre el nitruro de tungsteno. Este nitruro es un buen conductor a bajas concentraciones de nitrógeno, presenta una transición metalsemiconductor a medianas concentraciones y tienen características dieléctricas a altas concentraciones. Sus propiedades hacen que sea un material útil como barrera de difusión en la microelectrónica, electrodo en mecanismos semiconductores, y según los datos aportados en la presente investigación, como recubrimiento duro apto para evitar el desgaste en componentes mecánicos. En este trabajo se resaltan las mediciones de las propiedades mecánicas de películas delgadas de nitruro de tungsteno depositadas por erosión iónica sobre acero inoxidable AISI 304, al cual le mejora notablemente su dureza superficial. Para lo anterior se depositó una serie de películas delgadas a temperatura constante de 400ºC, en una atmósfera de argón -presión constante deA mTorr-. y a distintas presiones de nitrógeno entre O y 12 mTorr. La composición elemental de las muestras fue estudiada por espectroscopía de electrones Auger (AES); la estructura por difracción de rayos X (XRD); los espesores de las películas se midieron por perfilometría; la morfología se estudio por las microscopías electrónica de barrido (SEM), y de fuerza atómica (AFM); se empleo la técnica de nanoindentación para obtener la dureza y el modulo de Y oung. Los resultados de AES muestran que las películas depositadas entre O y 4 mTorr de nitrógeno son básicamente W (no hay incorporación de nitrógeno). Para el intervalo entre 5 a 12 mTorr es W4+xN, donde x varia entre 0.3 y 0.7. Los resultados de XRD muestran que las películas depositadas a O y 2 mTorr tienen estructura cúbica correspondientes a la fase ô€‚¶-W y las películas de 5 a 12 mTorr tienen estructura romboedral WN2. Los espesores obtenidos están entre lμm y 2μm para 10 min de depósito. Los resultados de AFM y SEM muestran que la superficie se vuelve más rugosa conforme aumenta la presión de nitrógeno. La dureza máxima obtenida fue de 37 GPa, correspondiendo al depósito realizado a 10 mTorr de nitrógeno. Los módulos de Y oung de las películas variaron entre 356 GPa a 518 GPa. Nitriding of transition metals is an important method to obtain high performance materials with enhanced properties for new technological applications. The current research is focused on tungsten nitride. This nitride is a good electrical conductor at low nitrogen concentrations; undergo a metallic-semiconductor transition at moderate nitrogen incorporations and dielectric characteristics at high nitrogen concentrations. At this time the tungsten nitrides are used as diffusion barriers in microelectronics and as electrode in semiconductor appliances. In this work the mechanical measurements of tungsten nitride films deposited on stainless steel, AISI 304, by means of the DC-Sputtering technique are stressed. We conclude that this material is apt to prevent the wear of machinery pieces, as it is supported in the maximum hardness value achieved. For this study a series of tungsten ni tri de. films. were ,deposited at · unchanging temperature, 400 ºCr 4 mTorr. of-argon, .and nitrogen pressures between O -12 mTorr. The elemental composition of deposits was studied by Auger electron spectroscopy (AES); the morphology by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFlvf); the crystalline status by X-ray diffraction (XRD); and the hardness and Young module was established by nanoindentation tests. AES show that the deposits made at O and 4 mTorr of nitrogen are basically tungsten films. For the 5-12 mTorr pressure range the films are W4+xN, with x varying from 0.3 to 0.7. XRD shows that the films deposited at O and 2 mTorr are a cubic structure, like ô€‚°-W. For nitrogen pressures of 5 to 12 mTorr the films have a rhombohedral WN2-type structure. The films thickness is between 1 to 2μm for 10 mins of deposition, whist the roughness of fílms increases simultaneously with the nitrogen pressure. The highest attaíned hardness was 37 Gpa and the Young modulus fluctuated between 356- 518 GPa. | |
| CICESE | |
| 2005 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Clemente Hernández, A. 2005.Estudio de las propiedades mecánicas de películas delgadas de nitruro de tungsteno depositadas sobre acero 304 por erosión iónica dc. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 85 pp. | |
| OTRAS ESPECIALIDADES FÍSICAS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Física de Materiales |
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