Estudio piloto para la deposición de circona mediante plasma CVD

Estudio piloto para la deposición de circona mediante plasma CVD

Este trabajo informa sobre pruebas preliminares llevadas a cabo para la deposición de recubrimientos de circona sobre sustratos de acero inoxidable mediante la técnica de Deposición Química de Vapor asistida por Plasma (PECVD). La deposición de circona mediante esta técnica permite el control de var...

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Main Authors: Espinoza-Pérez, Léster, López-Honorato, Eddie
Format: Online
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Published: Universidad Nacional de Ingeniería (UNI) en Managua 2021
Online Access:https://www.camjol.info/index.php/NEXO/article/view/11857
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Estudio piloto para la deposición de circona mediante plasma CVD
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description Este trabajo informa sobre pruebas preliminares llevadas a cabo para la deposición de recubrimientos de circona sobre sustratos de acero inoxidable mediante la técnica de Deposición Química de Vapor asistida por Plasma (PECVD). La deposición de circona mediante esta técnica permite el control de variables tales como temperatura de deposición, potencia del plasma, presión de operación, cantidad de precursor disponible para la formación de especies precursoras en fase gaseosa, flujo volumétrico de gas de arrastre y de gas oxidante y temperatura de evaporación del precursor. Una variable que no opere en su punto óptimo es suficiente para no obtener depósitos de circona, u obtener depósitos heterogéneos sobre la superficie del sustrato. Preliminarmente se realizaron deposiciones a 500 y 900 °C, variando la potencia del plasma entre 100-250 W y la temperatura de evaporación del precursor a 80 y 120 °C. Se obtuvieron películas homogéneas a 500 °C/250 W/120 °C de evaporación. Sin embargo, el incremento en la temperatura de evaporación del precursor de 80-120 ºC a 200 °C mejoró la eficiencia en la deposición. También se determinó que la posición óptima del sustrato está en el centro de la zona de calentamiento del horno, y que la temperatura de deposición y el % de oxígeno en el plasma influye directamente en la morfología y estructura cristalina obtenida. Estos resultados preliminares constituyeron el punto de partida para evaluar la influencia de otras variables sobre la composición química, estructura cristalina, morfología y grosor de recubrimientos de circona estabilizada con itria (YSZ).
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spelling NEXO118572022-08-17T17:20:24Z Pilot study for deposition of zirconia by plasma CVD Estudio piloto para la deposición de circona mediante plasma CVD Espinoza-Pérez, Léster López-Honorato, Eddie Zirconium acetylacetonate Zirconia coating PECVD Acetilacetonato de circonio Recubrimientos de circona PECVD This work reports on preliminary tests carried-out for the deposition of zirconia coatings on stainless steel substrates using the Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) technique. Deposition of zirconia using this technique allows the control of variables such as deposition temperature, plasma power, operating pressure, amount of precursor available for the formation of species in the gas phase, volumetric flow of carrier and oxidant gases and evaporation temperature of the precursor. A variable that does not operate at its optimum point is enough to avoid obtaining zirconia deposits or obtaining heterogeneous deposits on the surface of the substrate. Preliminary depositions were performed at 500 and 900 °C, varying the plasma power between 100-250 W and the evaporation temperature of the precursor at 80 and 120 °C. Homogeneous films were obtained at 500 °C/250 W/120 °C. However, increasing the evaporation temperature of the precursor from 80-120 ºC to 200 °C improved the deposition efficiency. It was also determined that the optimal position of the substrate is in the centre of the furnace heating zone and that the deposition temperature and the % oxygen in the plasma directly influence the morphology and crystalline structure obtained. These preliminary results were the starting point for evaluating the influence of other variables on the chemical composition, crystalline structure, morphology and thickness of yttria-stabilized zirconia coatings (YSZ). Este trabajo informa sobre pruebas preliminares llevadas a cabo para la deposición de recubrimientos de circona sobre sustratos de acero inoxidable mediante la técnica de Deposición Química de Vapor asistida por Plasma (PECVD). La deposición de circona mediante esta técnica permite el control de variables tales como temperatura de deposición, potencia del plasma, presión de operación, cantidad de precursor disponible para la formación de especies precursoras en fase gaseosa, flujo volumétrico de gas de arrastre y de gas oxidante y temperatura de evaporación del precursor. Una variable que no opere en su punto óptimo es suficiente para no obtener depósitos de circona, u obtener depósitos heterogéneos sobre la superficie del sustrato. Preliminarmente se realizaron deposiciones a 500 y 900 °C, variando la potencia del plasma entre 100-250 W y la temperatura de evaporación del precursor a 80 y 120 °C. Se obtuvieron películas homogéneas a 500 °C/250 W/120 °C de evaporación. Sin embargo, el incremento en la temperatura de evaporación del precursor de 80-120 ºC a 200 °C mejoró la eficiencia en la deposición. También se determinó que la posición óptima del sustrato está en el centro de la zona de calentamiento del horno, y que la temperatura de deposición y el % de oxígeno en el plasma influye directamente en la morfología y estructura cristalina obtenida. Estos resultados preliminares constituyeron el punto de partida para evaluar la influencia de otras variables sobre la composición química, estructura cristalina, morfología y grosor de recubrimientos de circona estabilizada con itria (YSZ). Universidad Nacional de Ingeniería (UNI) en Managua 2021-06-30 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion Peer-Reviewed Article Artículo revisado por pares application/pdf https://www.camjol.info/index.php/NEXO/article/view/11857 10.5377/nexo.v34i03.11857 Nexo Scientific Journal; Vol. 34 No. 03 (2021): 50th Anniversary of Chemical Engineering. Special Issue; 15-30 Nexo Revista Científica; Vol. 34 Núm. 03 (2021): 50 Aniversario de la Ingeniería Química. Número Especial; 15-30 1995-9516 1818-6742 spa https://www.camjol.info/index.php/NEXO/article/view/11857/17429 Copyright (c) 2021 Universidad Nacional de Ingeniería http://creativecommons.org/licenses/by/4.0

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