Preparación y caracterización de recubrimientos de DLC (Diamond-Like Carbon) mediante deposición química en fase vapor asistida por plasma

El objetivo principal del presente proyecto ha consistido en la preparación y caracterización de recubrimientos de carbono cuasi diamante DLC (Diamond-Like Carbon) mediante la técnica de deposición química en fase vapor asistida por plasma (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD), empleando para ello una fuente de voltaje bias pulsada bipolar asimétrica para la polarización del substrato, y metano como gas precursor. Con el fin de mejorar la adherencia de los recubrimientos sobre substratos de acero, se doparon los recubrimientos con diferentes concentraciones de silicio a partir de la introducción de tetrametilsilano (TMS). Los recubrimientos depositados han de presentar buenas propiedades mecánicas y tribológicas (elevada dureza y bajo coeficiente de fricción) además de una buena adherencia. La composición química y estructural de los recubrimientos se estudió mediante espectroscopía Raman visible y espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS). La morfología en sección de los recubrimientos, así como los espesores obtenidos fueros analizados por microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía óptica confocal. La dureza se caracterizó por medio de la técnica de nanoindentación. El coeficiente de fricción y la adherencia de los recubrimientos se analizaron mediante la realización de ensayos de microrayado. Los recubrimientos DLC obtenidos presentaron una estructura con un contenido en enlaces sp3 del 30 %, con una dureza aproximada de 20 GPa y un coeficiente de fricción inferior a 0,1. Los recubrimientos dopados con silicio presentaron menores valores de dureza (13-18 GPa) y sus coeficientes de fricción llegaron a valores inferiores a 0,05. La adherencia de los recubrimientos dopados con silicio mejoró con respecto a la de los recubrimientos sin dopar.