Depósito y caracterización de capas de carbono amorfo de baja

X Congreso Nacional de Materiales (Donostia - San Sebastián, 18-20 Junio 2008)
Depósito y caracterización de capas de carbono amorfo de baja energía
superficial
M. Rubio-Roy, S. Portal, M.C. Polo, E. Pascual, E. Bertran, J.L. Andújar
Grupo FEMAN, IN2UB, Dept. Física Aplicada i Óptica, Universitat de Barcelona, C/Martí i
Franquès 1, E08028, Barcelona, Spain
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La energía superficial es de utilidad en el diseño de nuevos materiales hidrofóbicos, con
propiedades de autolimpieza o a cuyas superficies se desea dificultar la adhesión de otras
substancias. Esta energía está relacionada con las fuerzas de cohesión del material y de las
substancias, así como la tensión interfacial entre las dos fases.
El carbono amorfo presenta características con un amplio rango de variación, en función de los
parámetros y tecnología de depósito escogidos. Concretamente, éste puede presentar desde
propiedades poliméricas hasta elevadas durezas y resistencias al desgaste o fricciones
extremadamente bajas. Además, la incorporación de metales, oxígeno, silicio, flúor u otros
elementos, modifican principalmente su estrés intrínseco, dureza, resistencia al desgaste, energía
superficial o fricción, según el caso.
Al incorporar metales, las capas de carbono amorfo, habitualmente afectadas por un estrés
intrínseco elevado, presentan una estructura más relajada que permite el depósito de mayores
grosores. Sin embargo, ésta modificación lleva asociada una reducción de la dureza y la
resistencia al desgaste.
La adición de oxígeno, silicio o flúor, aumenta la energía superficial de la capa delgada. Éste
efecto, que también se consigue en menor medida con algunos metales, permite utilizar estas
capas para aplicaciones en las que la hidrofobicidad o la baja adhesión a otras substancias es de
especial importancia.
En el estudio que se presenta, la incorporación de flúor en capas duras de carbono amorfo
hidrogenado — crecidas mediante depósito químico en fase vapor asistido por plasma pulsado
DC — ha demostrado disminuir la energía superficial. También se ha estudiado la composición
(mediante espectroscopia de fotoelectrones), la resistencia al desgaste (mediante calotest), y su
coeficiente de fricción (con un nanotribómetro). Estas propiedades se han relacionado con la
composición del plasma analizada mediante actinometría por emisión óptica.
carbono amorfo, PECVD, hidrofobicidad, energía superficial, nanotribología