demandas industriais, desafios e tendências para a pesquisa em engenharia de superfícies
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Demandas industriais, desafios e tendências para a
pesquisa em Engenharia de Superfícies.
Felipe de Campos Carreri | [email protected]
+55 31 3489-2348
Página 2© SENAI-MG
Tópicos da Apresentação
Institutos SENAI de Inovação e suas propostas.
Demandas industriais e desafios para a pesquisa
básica
Tendências para a inovação em Engenharia de
Superfícies
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Tópicos da Apresentação
Institutos SENAI de Inovação e suas propostas.
Demandas industriais e desafios para a pesquisa
básica
Tendências para a inovação em Engenharia de
Superfícies
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Localização e temática dos institutos
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Rede de parcerias
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PD&I no Intituto SENAI de Inovação
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Instituto SENAI de Inovação em Engenharia de Superfícies
Pesquisa básica
-Universidades
-ICTs
Pesquisa Aplicada
- ISI Eng. Superfícies
Transferência
de Tecnologia
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Planta piloto para deposição a plasma
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Planta piloto para deposição a plasma
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Desenvolvimento de Revestimentos
Desenvolvimento de revestimentos
Duros
Lubrificantes sólidos
Resistentes à corrosão
Decorativos
Nitretos, carbetos, carbonitretos, metálicos, DLC, óxido de
silício
Magnetron Sputtering (UBM, DC e Pulsado)
High Power Impulse Magnetron Sputtering (HIPIMS)
Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD)
Arco Catódico
Nitretação e carbonitretação
Tecnologias a Plasma
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Tópicos da Apresentação
Institutos SENAI de Inovação e suas propostas.
Demandas industriais e desafios para a pesquisa
básica
Tendências para a inovação em Engenharia de
Superfícies
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PVD para interior de peças com geometria cilíndrica
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G. Kaune, D. Hagedorn, F. Löffler, Surface &
Coatings Technology 308 (2016) 57-61
“Magnetron Sputtering”
dentro de tubos.
PVD para interior de peças com geometria cilíndrica
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T. Kraus, J. Keckes, J.K.N. Lindner, et al.,
Applications of Accelerators in Research and
Industry, 2003
“Ion beam Sputtering”
dentro de tubos
PVD para interior de peças com geometria cilíndrica
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Controle de processos reativos com oxigênio
Histerese em processos reativos
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Controle de processos reativos com oxigênio
Fonte de
potência
Controlador PID
OES
Sonda λ
Plasma
MFC
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Controle de processos reativos com oxigênio
Histerese para alumínio
- Voltagem vs. Fluxo O2
Histerese para índio-estanho
- Voltagem vs. Fluxo O2
F.C.Carreri, R.Bandorf, H. Gerdes, et al. 13th International
Conference on Reactive Sputter Deposition 2014
V. Linss, Thin Solid Films, doi: 10.1016/j.tsf.2017.03.006
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Processo universal para qualquer material/processo (OES por
emissão do oxigênio)
Estudos que utilizem alvos cilíndricos rotativos (alvos planos
não representam processos industriais para deposição de
óxidos)
Metódo in-situ para determinação do estado de oxidação do
alvo (determinação do estado inicial do alvo).
Controle de processos reativos com oxigênio
Desafios
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Materiais super-hidrofóbicos com durabilidade
Adaptado de: ZHANG et al., Soft Mat. 2012, v.44, p.11217.
q≥90° q>150°
AD<10°q<10°
Adaptado de: SACILOTTO, Dissertação, UFRGS
2015.
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Materiais super-hidrofóbicos com durabilidade
Self-cleaning
Anti-fogAnticorrosion
Microfluidics
Anti-ice©Fraunhofer Society
Durabilidade
Resistência mecânica
(fricção)
Processos aplicáveis em
diferentes tipos de
substrato (metálicos,
poliméricos, cerâmicos)
Desafios
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Institutos SENAI de Inovação e suas propostas.
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básica
Tendências para a inovação em Engenharia de
Superfícies
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Tendências em Engenharia de Superfícies
Ciência de materiais
Fontes de plasma
Eletrônica de potência
Simulação de componentes
e câmaras de vácuo
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Inovação em equipamentos
Eletrônica de potência
Melhoria nas propriedades
de filmes óxidos
Melhor controle do
processo reativo
Aumento da tensão de ruptura
de óxido de alumínio de
6.2 MV/cm para 15 MV/cm F.C.Carreri, R. Bandorf, H. Gerdes, et al., Surface & Coatings
Technology 290 (2016) 82-86.
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Processo PECVD com Microondas
Plasma com maior densidade
DLC com taxas de deposição de 3 à 5 vezes
maior do que processos PECVD com outras
fontes de plasma
Óxido de silício com maior taxa de
deposição, densidade e dureza (maior
bombardeamento iônico) – Filmes anti-risco
transparentes
Inovação em equipamentos
Fontes de plasma
H. Shirai, Y. Sakuma, H. Ueyama, Thin Solid Films 345 (1999) 7-11
Y. Wu, H. Sugimura, et al. Thin Solid Films 435 (2003) 161-164
I.Kolev, Hauzer for You, No. 24, 2014.
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Inovação em equipamentos
Fontes de plasma
HIPIMS para etching
Aumento de adesão
Deposição de intercamadas densas e
aderentes sem macropartículas
K.Sarakinos, J.Alami, C.Klever,Reviews on Advanced Materials Science 15 (2007) 44-48.
Hauzer for You, No. 17, 2010.
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Arco catódico com campo
magnético otimizado
Diminuição de emissão de
partículas e rugosidade
Aumento do tempo de vida de
ferramentas e redução de
desgaste
Inovação em equipamentos
Fontes de plasma
A B C
AlCrN 1 AlCrN 2
Hauzer for You, No. 26, 2015.
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Conclusões
Tendências apontam inovações significativas decorrentes do
desenvolvimento de equipamentos, fontes de plasma, etc.
Desenvolvimentos em ciência de materiais precisam ser
complementados com desenvolvimento de equipamentos.
Demandas industriais apontam tanto para o desenvolvimento
de novos materiais quanto para novos processos.
CONTATOS ISI ES:
Felipe Carreri Karyne Juste Alexandre [email protected] [email protected] [email protected]
+55 31 3489-2348 +55 31 3489-2323 +55 31 3489-2153
Obrigado!