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Produção de Superfícies de Diamante

O diamante natural, devido a sua alta dureza é um material que apresenta elevada resistência à perda de material por desgaste e corrosão. Atualmente é possível produzir superfícies de diamante sobre diversos tipos de substratos metálicos ou não metálicos. Este tipo de procedimento é realizado para a melhora das propriedades superficiais de materiais menos nobres e aplica-se a uma série de situações: ferramentas de corte, revestimento de componentes para a indústria aeroespacial, discos rígidos e na biomedicina (instrumentos cirúrgicos e implantes).

Aspecto superficial de um revestimento de diamante

Aspecto superficial de um revestimento de diamante

Revestimentos finos de diamante (também chamados filmes finos) retêm as principais propriedades do diamante natural, tais como extrema dureza, elevada resistência a corrosão, baixos valores de coeficientes de atrito e elevada resistência ao desgaste.

Como produzir um revestimento com um material tão duro quanto o diamante?

Reator para deposição de diamante CVD e nanotubos de carbono no laboratório Dimare, da Unicamp.

Reator para deposição de diamante CVD e nanotubos de carbono no laboratório Dimare, da Unicamp.

Um método bastante aplicado para a deposição de diamante é o processo de CVD (da sigla em inglês “Chemical Vapour Deposition”, ou deposição física de vapor). O processo CVD induz a formação de um filme fino sólido pela deposição atômica ou molecular, em uma superfície aquecida, sendo que o sólido origina-se a partir de uma reação química onde os precursores estão na fase de vapor. O processo de CVD é atomístico por natureza, onde as espécies depositadas são átomos ou moléculas ou a combinação desses. Na deposição por CVD ocorre uma reação química na superfície do material a ser revestido (substrato). A energia necessária para que o processo se estabeleça é obtida por meio de um plasma.

O filme de diamante pode ser “crescido” sobre uma superfície (substrato) a partir de uma mistura de gases contendo uma pequena quantidade de metano. Na câmara de deposição o gás é ativado atingindo temperaturas da ordem de 2300°C, formando um meio plasma que fornece o calor necessário para que as reações químicas ocorram.

Bibliografia

  • C.S. Abreu e colaboradores: Revestimentos de Diamante CVD em Si3N4: Atrito e Desgaste no Deslizamento de Pares Próprios sem Lubrificação.
  • K. Miyoshi(1996). Friction and wear properties of as-deposited and carbon ion-implanted diamond films, Mater. Sci. Eng. A 209  38-53.
  • G.A. Jones (2004). On the tribological behaviour of mechanical seal face materials in dry line contact, Part II. Bulk ceramics, diamond and diamond-like carbon films, Wear, v. 256, p. 433-455.
  • P. Hollman, H. Bjorkman, A. Alahelisten, S. Hogmark (1998). Diamond coatings applied to mechanical face seals, Surf. Coat. Tech. v. 105, p. 169-174.
  • Artigo: Brasileiros buscam novas técnicas para produzir diamantes. Site Inovação Tecnológica.
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Escrito por Bruno Spirandeli

Bruno Roberto Spirandeli Mestra e doutorando em Ciência e Engenharia de Materiais

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O diamante é um material com alta resistência. É possível produzir superfícies de diamante sobre diversos tipos de substratos metálicos ou não metálicos