Síntesis del nitruro de aluminio sobre un sustrato de aluminio 7022-T6 por medio de nitruración iónica

Abstract

Se ha demostrado que la síntesis del AIN, que se caracteriza por su dureza, puede mejorar la resistencia al desgaste del Al durante el contacto dinámico con otra superficie o en ambientes abrasivos. De inve5tigaciones preliminares se ha determinado que la dificultad de la nitruración iónica del Al reside en la presencia de la capa de Ali03 en la superficie, la cual es muy estable e impide el transporte de los átomos de nitrógeno dentro del sustrato de Al. Por lo que es absolutamente necesario remover la capa de Ali03 o bien adelgazarla para que los iones de N2 + y W generados por el plasma logren atravesarla. Una vez que se ha adelgazado la capa de Al2Ü3 de la superficie del Al se enriquece el plasma con N2 para lograr la síntesis del AIN. Los procesos de pulverizado y de nitruración dependen de las condiciones de temperatura de sustrato, presión, voltaje y composición de la rr. :::zcla como se ha confirmado en los estudios experimentales preliminares . Para lograr la síntesis del AIN se sometieron a un tratamiento de nitruración muestras de aleación de aluminio comercial 7022-T6 por medio de Nitruración Iónica Asistida por Plasma a diferentes condiciones de presión, temperatura, voltaje e intervalos de tiempo de pretratamiento y tratamiento. Posteriormente se realizó la caracterización de las muestras. En la que se observó una capa superficial de color negro brillante de aproximadamente 2 µ m con una estructura cristalina hexagonal del AIN, la cual se produjo con un pretratamiento durante 30 min en una mezcla de 12 cm 3 /min de Ar y 3 cm 3 /min de H2 (80 y 20 % volumen), a 60 Pa, 600 V, una temperatura inicial de sustrato de 300 ºC y un tratamiento posterior durante 3 horas en una mezcla de 12 cm 3 /min de Ar, 3 cm3 /min de H2 y 42 cm 3 /min de N2 (21, 5, y 73 % volumen), 80 Pa, 600 V y 41 O ºC. Así mismo se realizó una correlación entre las condiciones de tratamiento y las características observadas en la caracterización de las muestras.