Diagnóstico das espécies ativas do plasma usado em tratamentos termoquímicos do titânio

Plasma diagnostics by Optical Emission Spectroscopy were performed for electrical discharge in three gas mixture respecting the combinations z N2 y Ar x H2, z N2 y Ar x O2 e z N2 y Ar x CH4, in which the indexes z and y systematically vary from 1 to 4 and x varies from 0 to 4, every one has dimension SCCM, resulting in 80 combinations. From the all obtained spectrums, the species CH (387,1 nm), N2+ (391,4 nm), Hβ (486,1 nm), Hα (656,3 nm), Ar (750,4 nm), O (777,4 nm) e O (842,6 nm) were analyzed because of their abundance and importance on the kinetic of reaction from the plasma to surface, besides their high dependences on the gases flows. Particularly interesting z, y and x combinations were chosen in order to study the influence of active species on the surface modification during the thermochemical treatment. From the mixtures N2 Ar O2 e N2 Ar CH4 were chosen three peculiar proportions which presented luminous intensity profile with unexpected maximum or minimum values, denominated as plasma anomaly. Those plasma concentrations were utilized as atmosphere of titanium treatment maintaining constant the control parameters pressure and temperature. It has been verified a relation among luminous intensity associated to N2+ and roughness, nanohardness and O atoms diffusion into the crystalline lattice of treated titanium and it has been seen which those properties becomes more intense precisely in the higher points found in the optical profile associated to the N2+ specie. Those parameters were verified for the mixture which involved O2 gas. For the mixture which involves CH4 gas, the relation was determinate by roughness, number of nitrogen and carbon atoms diffused into the titanium structure which presented direct proportionality with the luminous intensity referent to the N2+ and CH. It has been yet studied the formation of TiCN phases on the surface which presented to be essentially directly proportional to the increasing of the CH specie and inversely proportional to the increasing of the specie N2+

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Diagnósticos de plasma por Espectroscopia de Emissão Óptica foram realizados para descarga elétrica em três misturas gasosas, dentro das seguintes combinações: z N2 y Ar x H2, z N2 y Ar x O2 e z N2 y Ar x CH4, com os índices z e y variando sistematicamente de 1 a 4 e x de 0 a 4, todos com dimensão de SCCM, resultando em 80 combinações. Dos espectros obtidos, foram analisadas as espécies CH (387,1 nm), N2+ (391,4 nm), Hβ (486,1 nm), Hα (656,3 nm), Ar (750,4 nm), O (777,4 nm) e O (842,6 nm) por serem mais abundantes e importantes na cinética de reação do plasma à superfície, além de suas altas dependências dos fluxos de gás. Foram escolhidas combinações z, y e x, particularmente interessantes para estudar a influência das espécies ativas na modificação da superfície durante o tratamento termoquímico. Das misturas N2 Ar O2 e N2 Ar CH4 foram escolhidas três proporções peculiares que apresentavam perfis de intensidade luminescente com máximos ou mínimos inesperados classificados aqui como anomalias de plasma. Essas concentrações de plasma foram utilizadas como atmosfera de tratamento de amostras de titânio, mantendo-se constante os parâmetros pressão e temperatura. Verificou-se relação entre intensidade luminosa associada à espécie N2+ e a rugosidade, nanodureza e a difusão do oxigênio na rede cristalina do titânio tratado e viu-se que essas propriedades se intensificam precisamente nos pontos de máximo encontrados no perfil óptico dessa espécie. Esses parâmetros foram verificados para mistura que envolvia o gás O2. Para a mistura em que se fez presente o gás CH4, a relação foi determinada por meio da rugosidade, número de átomos de nitrogênio e carbono difundidos no titânio, que apresentou proporcionalidade direta com a intensidade luminosa referente às espécies N2+ e CH. Ainda foi estudada a formação de fases TiCN na sua superfície, que essencialmente se mostra diretamente proporcional ao crescimento da espécie CH e inversamente proporcional ao crescimento da espécie N2+