Você é um consultor de uma empresa de filmes finos e os seguintes casos lhe são expostos para que você decida o que deve ser realizado:
(a) Algumas matrizes de estampagem estão trincando com o trabalho e foi sugerido a deposição de filmes finos de altíssima dureza sobre estas para que este problema não volte a acontecer. Qual sua opinião sobre isso?
(b) Foi lhe entregue um alvo produzido em aço temperado e revenido e foi decidido utilizá-lo no equipamento de magnetron sputtering, qual(is) diferença(s) podem existir entre a composição e microestrutura do alvo e do filme fino depositado?
(a) Algumas matrizes de estampagem estão trincando com o trabalho e foi sugerido a deposição de filmes finos de altíssima dureza sobre estas para que este problema não volte a acontecer. Qual sua opinião sobre isso?
(b) Foi lhe entregue um alvo produzido em aço temperado e revenido e foi decidido utilizá-lo no equipamento de magnetron sputtering, qual(is) diferença(s) podem existir entre a composição e microestrutura do alvo e do filme fino depositado?
Passo 1
Vamos analisar o enunciado que tem duas partes. A primeira fala sobre matrizes de estampagem que estão trincando e a sugestão de aplicar filmes finos de altíssima dureza para resolver esse problema. A segunda parte trata de um alvo feito de aço temperado e revenido sendo usado em equipamento de magnetron sputtering, perguntando sobre as possíveis diferenças na composição e microestrutura entre o alvo e o filme fino depositado. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de filmes finos, deposição por magnetron sputtering, propriedades dos materiais e como esses processos afetam a composição e microestrutura.
Passo 2
Sobre a parte (a), quando as matrizes de estampagem estão trincando, isso pode ser devido ao desgaste ou à fadiga do material durante o processo de estampagem. Uma solução proposta é a deposição de filmes finos de altíssima dureza. Filmes finos são camadas muito finas de material aplicadas sobre a superfície de outro material para melhorar suas propriedades. A altíssima dureza desses filmes pode ajudar a proteger a matriz contra o desgaste mecânico, reduzindo as chances de trincas. Além disso, filmes duros podem aumentar a resistência à abrasão e melhorar a vida útil da matriz. Então, aplicar esse tipo de filme pode ser uma boa estratégia para evitar que as matrizes trincem novamente.
Passo 3
Para a parte (b), o magnetron sputtering é um método de deposição física de filmes finos onde partículas são ejetadas de um alvo sólido para depositar sobre um substrato. O alvo mencionado é feito de aço temperado e revenido, o que significa que ele passou por tratamentos térmicos para aumentar sua dureza e resistência. No entanto, durante o processo de sputtering, parte da composição do alvo pode ser transferida para o filme fino, mas o filme pode ter uma microestrutura diferente devido às condições de deposição, como temperatura, energia dos íons e taxa de deposição. Isso pode resultar em diferenças na distribuição de elementos, na formação de fases ou na cristalinidade entre o alvo e o filme depositado. Ou seja, mesmo que o alvo e o filme tenham a mesma composição química básica, sua microestrutura pode variar.
Resposta
(a) A aplicação de filmes finos de altíssima dureza sobre as matrizes de estampagem é uma boa estratégia para prevenir trincas, pois esses filmes aumentam a resistência ao desgaste e à abrasão, prolongando a vida útil das matrizes.
(b) Na deposição por magnetron sputtering, pode haver diferenças na composição e microestrutura entre o alvo de aço temperado e revenido e o filme fino depositado, devido às condições do processo que alteram a distribuição de elementos e a estrutura cristalina do filme.