Depo Sitos De Nitruros
Páginas: 5 (1015 palabras)
Publicado: 13 de abril de 2015
INTRODUCCIÓN
Los recubrimientos de nitruros metálicos de transición (NMT) son empelados ampliamente en la industria para mejorar las propiedades tribológicas en herramientas, lo que les permite ser competitivosfrent a las nuevas exigencias del mercado. Estos materiales presentan bajos coeficientes de fricción, elevada dureza, adecuada adhersión, resistencia al desgaste y a la corrosión, ypermite dar tonalidades de colores brillantes y decorativos por lo que son ampliamente usdos en la industria de alimentos, metalmetánica, aeronáutica, electrónica, petroquímica y como biomaterial, entre otros. Dentro de los nitruros metálicos binarios con aplicaciones industriales se destacan: TiN, TaN, CrN, ZrN y NbN. A continuación se describen las características más importantes de cada uno deestos.
NITRUROS DE TRANSICIÓN
Las películas de TiN, ampliamente investigadas desde 1970, se caracterizan por su alta dureza, resistencia al desgaste, adherencia en aceros, bajo coeficiente de fricción y coloración dorado oro. La presencia de enlaces covalente, iónico y metálico le confieren las propiedades de los cerámicos (dureza) y las propiedades de las aleaciones metálicas (ductilidad y conduccióneléctrica relativamente buena), de ahí su principal uso como barrera de difusión y en aplicaciones decorativas por su color dorado. También en la industria metalmecánica se emplea para elevar la vida útil de cuchillas de corte con diferentes geometrías. La dureza de estos recubrimientos puede incrementar desde 1000 hasta 4000 kg/mm2 según la variación en el contenido de nitrógeno, con un elevadopunto de fusión alrededor de 3000 ºC; sin embargo, muchas veces su aplicación se ve limitada por la tendencia a oxidarse en aire cuando la temperatura supera los 500 ºC.
Las películas de TaN pueden presentar la fase FCC o HCP segúna las condiciones del depósito, y encuentran gran aplicación en la industria electrónica como barrera de difusión y resistor debido a su alta estabilidad termodinámica ybaja conductividad. La dureza del TaN en bloque es únicamente de 1000 kg/mm2, sin embargo, en películas delgadas se pueden lograr durezas con valores superiores a 4000 kg/mm2, ubicándose entre los recubrimientos ultraduros. Algunos investigadores han encontrado cambios significativos en la composición química y la estructura cristalográfica.
El CrN ha venido sustituyendo en muchas aplicacionesal TiN por la similitud en cuanto a propiedades mecánicas, con la ventaja de que las tasas de depósito para el CrN son hasta 3 veces mayores que las del Tin. Por otro lado, estos recubrimientos se producen con técnias ambientalmente limpias, obteniendo buenas propiedades en cuanto a densidad, adherencias y dureza en referencia a las capas galvánicas. De esta manera en los últimos años se hanreemplazado recubrimientos de cormo duro, los cuales son producidos mediante procesos electrometalúrgicos que se asocian con problemas de contaminación ambiental debido a la presencia de cromo hexavalente conocido por sus defectos cancerígenos.
Las películas de ZrN tienen usos similares al TiN en herramientas de corte, sin embargo, bajo ciertas condiciones pueden presentar mejor comportamientomecánico, con coloración dorado de brillo superior y mejor resistencia a la corrosión, especialmente cuando se depositan con pequeños espesores, encontrando amplia aplicación en joyería. No obstante, el ZrN puede presentar baja adherencia generada por la diferencia que existe en el valor del coeficiente de expansión térmica del acero y el ZrN, siendo necesario capas intermedias para meorarla. Estaspelículas se caracterizan por un tamaño de grano muy fino y dentro de los NMT tienen la más baja resistividad.
El NbN fue estudiado inicialmente en el área de superconductores de alta temperatura (temperatura de transición superconductora de aproximadamente 15ºK) en 1960. Posteriormente, propiedades como alta conductividad eléctrica, alto punto de fusión e inercia química enfocaron su aplicación...
Los recubrimientos de nitruros metálicos de transición (NMT) son empelados ampliamente en la industria para mejorar las propiedades tribológicas en herramientas, lo que les permite ser competitivosfrent a las nuevas exigencias del mercado. Estos materiales presentan bajos coeficientes de fricción, elevada dureza, adecuada adhersión, resistencia al desgaste y a la corrosión, ypermite dar tonalidades de colores brillantes y decorativos por lo que son ampliamente usdos en la industria de alimentos, metalmetánica, aeronáutica, electrónica, petroquímica y como biomaterial, entre otros. Dentro de los nitruros metálicos binarios con aplicaciones industriales se destacan: TiN, TaN, CrN, ZrN y NbN. A continuación se describen las características más importantes de cada uno deestos.
NITRUROS DE TRANSICIÓN
Las películas de TiN, ampliamente investigadas desde 1970, se caracterizan por su alta dureza, resistencia al desgaste, adherencia en aceros, bajo coeficiente de fricción y coloración dorado oro. La presencia de enlaces covalente, iónico y metálico le confieren las propiedades de los cerámicos (dureza) y las propiedades de las aleaciones metálicas (ductilidad y conduccióneléctrica relativamente buena), de ahí su principal uso como barrera de difusión y en aplicaciones decorativas por su color dorado. También en la industria metalmecánica se emplea para elevar la vida útil de cuchillas de corte con diferentes geometrías. La dureza de estos recubrimientos puede incrementar desde 1000 hasta 4000 kg/mm2 según la variación en el contenido de nitrógeno, con un elevadopunto de fusión alrededor de 3000 ºC; sin embargo, muchas veces su aplicación se ve limitada por la tendencia a oxidarse en aire cuando la temperatura supera los 500 ºC.
Las películas de TaN pueden presentar la fase FCC o HCP segúna las condiciones del depósito, y encuentran gran aplicación en la industria electrónica como barrera de difusión y resistor debido a su alta estabilidad termodinámica ybaja conductividad. La dureza del TaN en bloque es únicamente de 1000 kg/mm2, sin embargo, en películas delgadas se pueden lograr durezas con valores superiores a 4000 kg/mm2, ubicándose entre los recubrimientos ultraduros. Algunos investigadores han encontrado cambios significativos en la composición química y la estructura cristalográfica.
El CrN ha venido sustituyendo en muchas aplicacionesal TiN por la similitud en cuanto a propiedades mecánicas, con la ventaja de que las tasas de depósito para el CrN son hasta 3 veces mayores que las del Tin. Por otro lado, estos recubrimientos se producen con técnias ambientalmente limpias, obteniendo buenas propiedades en cuanto a densidad, adherencias y dureza en referencia a las capas galvánicas. De esta manera en los últimos años se hanreemplazado recubrimientos de cormo duro, los cuales son producidos mediante procesos electrometalúrgicos que se asocian con problemas de contaminación ambiental debido a la presencia de cromo hexavalente conocido por sus defectos cancerígenos.
Las películas de ZrN tienen usos similares al TiN en herramientas de corte, sin embargo, bajo ciertas condiciones pueden presentar mejor comportamientomecánico, con coloración dorado de brillo superior y mejor resistencia a la corrosión, especialmente cuando se depositan con pequeños espesores, encontrando amplia aplicación en joyería. No obstante, el ZrN puede presentar baja adherencia generada por la diferencia que existe en el valor del coeficiente de expansión térmica del acero y el ZrN, siendo necesario capas intermedias para meorarla. Estaspelículas se caracterizan por un tamaño de grano muy fino y dentro de los NMT tienen la más baja resistividad.
El NbN fue estudiado inicialmente en el área de superconductores de alta temperatura (temperatura de transición superconductora de aproximadamente 15ºK) en 1960. Posteriormente, propiedades como alta conductividad eléctrica, alto punto de fusión e inercia química enfocaron su aplicación...
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