Manutenção industrial

Páginas: 106 (26423 palavras) Publicado: 20 de março de 2013
NITRETAÇÃO A PLASMA Fundamentos e Aplicações

Clodomiro Alves Junior

1. INTRODUÇÃO

4

2. PLASMA - TERMINOLOGIA, FUNDAMENTOS E SUA INTERAÇÃO COM A MATÉRIA 2.1. 2.2. 2.3. 2.3.1. 2.3.2. 2.3.3. CURVA CARACTERÍSTICA DE VOLTAGEM-CORRENTE BAINHA CATÓDICA REGIÃO DO CATODO EMISSÃO DE ELÉTRONS SECUNDÁRIOS SPUTTERING DA SUPERFÍCIE DISSIPAÇÃO DE CALOR 5 6 11 13 13 14 16

3. NITRETAÇÃO IÔNICA3.1. 3.1.1. 3.1.2. 3.1.3. 3.1.4. 3.1.5. 3.1.6. O PROCESSO TENDÊNCIAS DOS NOVOS EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS GERAÇÃO DE POTÊNCIA AUTOMAÇÃO MÉTODO DE AQUECIMENTO

17 18 27 27 29 31

MODELAMENTOS DA NITRETAÇÃO IÔNICA E ESPÉCIES DO PLASMA NITRETANTE 36 ASPECTOS METALÚRGICOS E APLICAÇÕES DE AÇOS NITRETADOS IONICAMENTE 49

4. NITRETOS, CARBONETOS E CARBONITRETOS EM AÇOS 4.1. 4.2. 4.3. SISTEMA FERRO -CARBONO SISTEMA FERRO - NITROGÊNIO DIAGRAMA DE FASE FE-C-N

56 58 60 64 66

5. NITRETAÇÃO DE AÇOS

6. PROCESSOS CONVENCIONAIS DE NITRETAÇÃO DE AÇOS 6.1. NITRETAÇÃO GASOSA

69 71

6.1.1. 6.1.2. 6.2. 6.2.1. 6.2.2.

NITRETAÇÃO EM AMÔNIA PROCESSOS MODIFICADOS NITRETAÇÃO LÍQUIDA NITRETAÇÃO EM BANHO DE SAIS FUNDIDOS PROCESSOS ESPECIAIS

71 72 73 73 75

7. NOVAS TECNOLOGIAS PARA MODIFICAÇÃODE SUPERFÍCIES 7.1. 7.1.1. 7.1.2. 7.1.3. 7.1.4. 7.1.5. 7.1.6. 7.1.7. 7.2. 7.2.1. 7.2.2. 7.2.3. 7.2.4. 7.2.5. 7.2.6. 7.2.7. 7.2.8. MODIFICAÇÃO DE SUPERFÍCIES POR LASER ENDURECIMENTO POR TÊMPERA ENDURECIMENTO POR SOLIDIFICAÇÃO RÁPIDA ENDURECIMENTO POR FORMAÇÃO DE LIGAS SUPERFICIAIS CLADAGEM POR LASER ENDURECIMENTO A LASER POR ONDA DE CHOQUE LASER CVD REVESTIMENTO AUXILIADO POR LASER MODIFICAÇÃO DESUPERFÍCIES POR PLASMA IMPLANTAÇÃO IÔNICA EROSÃO SPUTTERING (SPUTTER ETCHING) ATAQUE QUÍMICO EM PLASMA (CHEMICAL ETCHING) DEPOSIÇÃO POR PLASMA (PLASMA DEPOSITION) REVESTIMENTO POR PLASMA ( ION PLATING ) SPUTTERING PECVD POLIMERIZAÇÃO

76 80 80 81 82 82 82 83 83 83 84 85 86 87 87 88 90 90

8- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

91

1. INTRODUÇÃO
Nas duas últimas décadas tem-se observado um grandeavanço em técnicas para modificação da superfície (1-10). Essas técnicas fazem uso de plasmas, lasers, feixes de íons e feixes de elétrons como fontes energéticas para alteração estrutural e/ou composicional da superfície, ou ainda para a deposição de filmes. Os materiais

modificados superficialmente são aplicados numa variedade de campos, incluindo dispositivos opto-eletrônicos, isolantestérmicos, revestimentos ou deposição

tribológicas e revestimentos decorativos (6). Quando espécies ionizadas são usadas para modificação da superfície, elas podem ser empregadas de dois diferentes modos (11). Um deles é a implantação iônica, a qual consiste de um pequeno fluxo iônico com uma alta energia média por íon; o segundo método é a deposição assistida por plasma, a qual consiste de umgrande fluxo iônico com energia média por íon, suficiente para causar pulverização catódica (sputtering) e defeitos na rede cristalina do material. Esses processos oferecem a possibilidade de variar amplamente as propriedades dos filmes através do controle dos parâmetros do plasma (densidade de elétrons, energia e sua função de distribuição). As possibilidades de combinações desses parâmetros dãoorigem às mais diversas técnicas de processamento de filmes por plasma como o íon plating (12), sputtering dc e sputtering rf (13), magnetron sputtering (14), entre outros. Dentro deste leque de processos utilizando o plasma como fonte energética para modificação superficial, encontra-se a nitretação iônica. Essa técnica, patenteada por J.J.Egan em 1931 nos E.U.A (15) e por Berghaus em 1932 (16) naSuíça, teve seu uso comercial iniciado apenas nos anos 60, com grande avanço na década de 70 e, atualmente, estima-se entre 1300 e 1600 unidades instaladas no mundo (17). Na literatura internacional, essa técnica recebe denominações como nitretação iônica (ion nitriding, nitriding ionic, ionitriding), nitretação em descarga luminescente (glow discharge nitriding) ou nitretação por plasma (plasma...
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