Nitretação a plasma de zircônia estabilizada com ítria: um estudo comparativo

Abstract

Este trabalho apresenta a investigação experimental da nitretação da zircônia parcialmente estabilizada com ítria (3% mol), utilizando dois diferentes métodos de nitretação: i) nitretação a plasma por radiofrequência e ii) nitretação por indução eletromagnética, através de um forno de indução de alta frequência. As características morfológicas e físico-químicas da camada resultante do processo de nitretação a plasma foram analisadas por diferentes técnicas, tais como espectroscopia de retroespalhamento Rutherford e difração de raios X e análise química por espectroscopia Raman e Espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X. A estrutura da camada nitretada a plasma é complexa, sendo composta de zircônia tetragonal e cúbica, bem como de oxinitreto de zircônio. Este artigo descreve uma comparação entre duas técnicas de nitretação para determinar a eficiência de cada método. A técnica de nitretação a plasma por radiofrequência foi mais efetiva que por indução eletromagnética devido a incorporação de nitrogênio na matriz da zircônia.

Plasma nitriding of yttria-stabilized zirconia: a comparative study

This work presents a nitriding experimental research of yttria-stabilized zirconia (3 mol%) by using two different nitriding methods: i) radiofrequency plasma nitriding and ii) nitriding by electromagnetic induction, through a high frequency induction furnace. The morphological and physicochemical characteristics of the nitride layer were analyzed by different techniques, such as Rutherford backscattering spectrometry, X-ray diffraction and chemical analysis by Raman spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The structure of the plasma nitrided layer was found to be complex, composed of tetragonal and cubic zirconia, as well as a mixture of zirconium nitrided and oxinitride. The article follows a comparative style of both nitriding techniques in order to check and analyze the effectiveness of each method. The radiofrequency plasma nitriding method was more effective than the electromagnetic induction for the nitrogen incorporation in the zirconia matrix.