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Distribution of profiles and macroparticles in coatings obtained by continuous cathodic arc using a straight magnetic concentrator
Distribución de perfiles y macropartículas en recubrimientos obtenidos por arco catódico continúo utilizando un concentrador magnético recto
Palabras clave:
cathodic arc, magnetic concentrator, perfilometer, macroparticles (en)arco catódico, concentrador magnético, perfilómetro, macropartículas (es)
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Thin films of Ti and Cu were deposited on 316 stainless steel substrates by the continuous cathodic arc technique with magnetic concentrator in a straight duct. Samples obtained at different cathode-substrate distances, for positions within the magnetic concentrator. The morphology of the surface was determined by electron scanning microscopy (SEM). The average thickness of the films was measured from the deposited mass; the profiles of the films were also studied from measurements with a Calotest in different points of the samples and with a profilometer, the coefficient of friction and wear were characterized with a tribometer; the hardness with a nanoindenter. The results showed that the average thickness increased by the action of the magnetic concentrator, although this causes the samples to have a central region of maximum thickness and that the thickness decreased up to 50% in a radius of about 1 cm. The films were rough with presence of macroparticles. The number of macroparticles, the film roughness and the deposition rate were also analyzed; the deposition rate depended on the axial position inside the duct. The number of macroparticles diminished with increasing axial position, the friction coefficient and wear rate diminished when the substrate was placed farther from the cathode, inside the magnetic duct. The hardness value measured with a nanoindenter is about the order as the reported in the literature; the lowest coefficients of friction, the least wear and the highest values of hardness were obtained in the region where the magnetic field is highest.
Películas de titanio y cobre fueron depositadas sobre substratos de acero inoxidable 316 usando la técnica de arco catódico continuo y con un concentrador magnético recto. Las muestras obtenidas a diferentes distancias cátodo-substrato, para posiciones en el interior del concentrador magnético. La morfología superficial fue obtenida por microscopia electrónica de barrido (SEM). El espesor de las películas fue medido por la masa depositada; los perfiles de los recubrimientos fueron estudiados con las medidas con un calotest y con un perfilómetro; el coeficiente de fricción y desgaste fueron caracterizados con un tribómetro; la dureza con un nanoindentador. Los resultados muestran que el espesor medio se incrementa por la acción del concentrador magnético, con una región central de máximo espesor y disminuyen hasta en un 50% con la posición radial hacia los bordes para distancias de 1 cm. Los recubrimientos muestran la presencia de macropartículas. El numero de macropartículas, la rugosidad del recubrimiento y la tasa de deposición, también fueron analizadas; la tasa de deposición depende de la posición axial en el interior del ducto. El número de macropartículas disminuye cuando aumenta la distancia cátodo-substrato. La fricción y la tasa de desgaste disminuyen cuando el substrato se coloca mas lejos del cátodo, en el interior del ducto. Los valores de la dureza medidos con el nanoindentador son del orden al reportado en la literatura; los bajos coeficientes de fricción, el menor desgaste y los altos valores de la dureza, fueron obtenidos en la región donde el campo magnético es alto.
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Citas
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