Caracterização de filmes finos : caso do nitreto de alumínio depositado sobre alumínio.

Abstract

O nitreto de alumínio (AlN) é um material de alta dureza e elevada condutividade térmica, além disso é resistente a altas temperaturas e ambiente cáustico sendo, portanto, adequado para revestimentos de proteção e com grande potencial de aplicação como cerâmica semicondutora na indústria microeletrônica. Estas propriedades o colocam como material de interesse para a utilização em aplicações tribológicas, na forma de filmes protetores de ligas pouco resistentes à abrasão, em particular as ligas de alumínio. O AlN que motivou este trabalho foi preparado por pulverização catódica em campo magnético (Magnetron Sputtering) sobre substratos de Al, obtidos através de diferentes condições de extração de calor, de modo a permitir a avaliação da aderência sob ampla variação microestrutural do substrato. Deste modo foi possível elaborar cristais de dimensões macroscópicas, com distintas orientações cristalográficas, que foram detectadas por EBSD. Objetivando avaliar a aderência do filme fino de AlN depositado sobre os cristais de alumínio foram realizados ensaios de microdureza, ondas de choque de pulso laser, contração térmica diferencial e desgaste por esfera rotativa. Estes ensaios junto com as análises microscópicas (MO, AFM e MEV) permitiram evidenciar aspectos qualitativos relacionados à aderência. As regiões em que o filme apresentou uma superfície mais suave (lisa) teve uma aderência melhor do que as regiões em que o filme apresentou uma certa rugosidade. No entanto, as regiões rugosas acomodaram melhor as tensões, funcionando como uma barreira contra a formação de trincas.