Mechanical, and tribological properties of TI/TIN bilayers: the dependence of TI interlayer thickness

Abstract

Se depositaron bicapas de Ti / TiN en sustratos de acero inoxidable AISI 316L y Dynasil (SiO2), mediante el uso de un sistema de magnetrón Sputtering reactivo DC. La intercapa de Ti se creció a diferentes espesores (0, 50, 100, y 200 nm) con el fi n de estudiar su influencia en la morfología y en las propiedades mecánicas y tribológicas. La morfología de los recubrimientos se determinó usando un perfi lómetro XP2, la adhesión se midió utilizando un equipo de micro scratch-test, las propiedades mecánicas se determinaron mediante un nanoindentador marca NANOVEAIBISTechnology por el método de Oliver-Parr. La caracterización tribológica se llevó a cabo empleando un tribómetro CSEM y el coefi ciente de desgaste se obtuvo por la ley Archard, relacionando el área de desgaste (medida por perfilometría). Los resultados muestran una disminución de la rugosidad con la adición de la intercapa. La máxima dureza y módulo de elasticidad obtenidas fueron de 22 y 310 GPa respectivamente para el sistema con intercapa de 100 nm; además, este sistema exhibió la más alta adhesión con una carga crítica de 28 N. El recubrimiento con una intercapa de 200 nm mostró una mejoría en el comportamiento tribológico debido a su gran capacidad de carga, menor deformación del sustrato y baja tasa de desgaste.