Recubrimientos duros basados en nitruros metálicos depositados mediante la técnica de sputterring magntrón reactivo

Résumé

El objetivo principal de esta tesis ha sido el estudio del proceso de depósito así como la caracterización mediante diversas técnicas de nitruros metálicos depositados mediante la técnica de suputtering magnetrón reactivo. Concretamente se han depositado y caracterizado recubrimientos de TiN, A1N, TiA1N y estructuras multicapa formadas por capas alternadas de nitruro de titanio y nitruro de aluminio. El interés de dicho estudio es grande puesto que la aplicación de estos materiales se extiende a campos tan variados como la microelectrónica, recubrimiento ópticos, sensores, etc., aunque la aplicación principal que se ha buscado en el desarrollo de este trabajo ha sido el empleo de estos materiales como recubrimientos protectores de piezas industriales, a menudo sometidas a fuertes procesos de fricción, desgaste y corrosión. En la caracterización de los materiales presentados en este trabajo se ha utilizado una gran variedad de técnicas: de análisis químico (AEX, XPS, ERDA, RBS), de análisis estructural (técnicas de difracción de rayos X), de caracterización mecánica (nanoindentación y pin-on-disk) y microscopías (SEM y TEM). Se ha llevado a cabo, además, un estudio detallado de las dinámicas de crecimiento de TiN y A1N a partir de medidas de rugosidad superficial obtenidas de imágenes de AFM. Este análisis de datos morfológicos de películas delgadas preparadas por sputtering magnetrón para determinar su dinámica de crecimiento resulta del todo novedoso, dada la escasez de trabajos publicados en este estudio. Al ser el uso como recubrimiento protector la aplicación fundamental que se quiere dar a estos materiales, se ha realizado también un análisis de resitencia a la corrosión, sometiendo los recubrimientos obtenidos a una atmósfera contaminada con SO2 y a tratamiento térmico a diferentes temperaturas. Para todo ello se han utilizado los recursos disponibles en el Instituto de Ciencia de Materiales