Elaboración y caracterización de recubrimientos compuestos nanoestructurados del sistema Ti(C, N) empleando un blanco binario para posibles aplicaciones industriales sobre aceros M2

Abstract

En este trabajo de grado, se elaboraron recubrimientos compuestos nanoestructurados del sistema Ti(C, N) empleando un blanco binario de titanio/grafito en un equipo de pulverización catódica asistido con campo magnético y un plasma reactivo de N2. Igualmente, se estudiaron los efectos que tienen los parámetros de crecimiento sobre las propiedades, calidad, y desempeño de los recubrimientos duros; para ello, se variaron la potencia de ignición para el plasma, la temperatura del sustrato y el flujo de gases de argón y nitrógeno. Inicialmente, se analizó la composición química y estructural de los recubrimientos compuestos aquí producidos, para ello, se empleó la técnica de difracción de rayos X, para determinar la orientación preferencial; la espectroscopía Raman, para determinar el comportamiento de la concentración de los enlaces sp3 y sp2 y la espectroscopía de energía dispersiva, para evaluar el porcentaje de los elementos más relevantes. Para evaluar la morfología de los recubrimientos compuestos de TiCN, se empleó microscopía de fuerza atómica, y gracias a esta, se pudo determinar el tamaño de grano y la rugosidad de las capas. Finalmente, se estudiaron las propiedades mecánicas y tribológicas de los recubrimientos y se midió su dureza, módulo de elasticidad, coeficiente de fricción y coeficiente de desgaste; igualmente se comparó el desempeño tribológico y mecánico de los recubrimientos con los diferentes parámetros de crecimiento.