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pesquisa em Engenharia de Superfícies.
Felipe de Campos Carreri | Pesquisador
fcarreri@fiemg.com.br
+55 31 3489-2348
2. 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
3. Página 3© 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
7. Página 7© SENAI-MG
Instituto SENAI de Inovação em Engenharia de Superfícies
Pesquisa básica
-Universidades
-ICTs
Pesquisa Aplicada
- ISI Eng. Superfícies
Transferência
de Tecnologia
10. Página 10© SENAI-MG
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
11. Página 11© 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
13. Página 13© SENAI-MG
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
14. Página 14© SENAI-MG
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
17. Página 17© SENAI-MG
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
18. Página 18© SENAI-MG
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
19. Página 19© SENAI-MG
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.
20. Página 20© SENAI-MG
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
21. Página 21© 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
22. Página 22© SENAI-MG
Tendências em Engenharia de Superfícies
Ciência de materiais
Fontes de plasma
Eletrônica de potência
Simulação de componentes
e câmaras de vácuo
23. Página 23© SENAI-MG
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.
24. Página 24© SENAI-MG
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.
25. Página 25© SENAI-MG
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.
26. Página 26© SENAI-MG
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.
27. Página 27© SENAI-MG
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.
28. CONTATOS ISI ES:
Felipe Carreri Karyne Juste Alexandre Barros
fcarreri@fiemg.com.br krcampos@fiemg.com.br am.barros@fiemg.com.br
+55 31 3489-2348 +55 31 3489-2323 +55 31 3489-2153
Obrigado!