Author: Baracco Riccardo ; Type of thesis: Master Thesis
Abstract:
Negli ultimi anni, l’uso di materiali trattati superficialmente al fine di
migliorarne caratteristiche fisiche, chimiche ed applicative, ha presentato una crescente accelerazione. Questa crescita, guidata dall’interesse della grande industria e della ricerca, ha portato allo sviluppo di varie tipologie di trattamento superficiale: dalla semplice pulizia chimica ed elettrochimica al ricoprimento con film sottili. Un importante settore è riservato ai ricoprimenti di film duri (TiN, DLC, ecc.) o con proprietà chimiche, ottiche adatte all’applicazione industriale (Es. piccoli band gap; resistenza all’attacco chimico). Tra questi, il DLC è un tipo di ricoprimento duro che combina in particolare proprietà d’elevata durezza e basso attrito, utili nel ricoprimento dei componenti dei macchinari e di microingranaggi (grazie alla proprietà d’essere autolubrificante). Inoltre presenta notevoli proprietà di resistenza all’attacco chimico e biocompatibilità: è quindi utile in gioielleria così come per applicazioni mediche.
In questa tesi, sarà trattato il DLC (Diamond like Carbon) quale tipologia di
ricoprimento sottile utile all’applicazione industriale, in particolare nel settore della gioielleria. Verranno elencate le principali tecniche di crescita dei film DLC, le caratteristiche di questo materiale. Sarà descritta la tecnica di deposizione mediante plasma ion-gun, illustrando le varie tipologie di sorgenti di ioni che possono essere usate, nonché la fisica che sta alla base del processo di crescita. Inoltre, sarà illustrato il sistema utilizzato per realizzare i ricoprimenti presso i Laboratori Nazionali di Fisica Nucleare – LNL (INFN) – dell’Università degli Studi di Padova, nell’ambito del “Master in trattamenti di superficie per l’industria”. Scopo del lavoro svolto è stato il raggiungimento di un elevato livello di protezione dei campioni d’argento posseduti, dall’attacco chimico e quindi dall’annerimento naturale del metallo prezioso, grazie alla creazione di un sottile strato DLC di poche decine di nanometri. Questo presenta caratteristiche di trasparenza e resistenza chimica tali da poter essere usato come materiale protettivo sull’argento. Il capitolo 1, descrive dunque le caratteristiche del DLC, le sue applicazioni ed i metodi di deposizione standard. Il capitolo 2 sarà dedicato alla descrizione delle sorgenti di ioni, le caratteristiche fisiche, tecnologiche e costruttive. Nel capitolo 3, si passerà a descrivere le caratteristiche del DLC depositato con ion-gun, con simulazioni d’impianto ionico e cenno alle principali tecniche di analisi dei film cresciuti. Il quarto capitolo tratterà la parte sperimentale della tesi di master, con la descrizione dell’apparato sperimentale utilizzato, dei procedimenti seguiti e dell’analisi dei campioni ricoperti parzialmente da film DLC e loro caratteristiche, prima e dopo l’attacco chimico. Nel quinto si trarranno le conclusioni del lavoro e dei risultati ottenuti con tale tecnica di deposizione su argento, indicando le prospettive future in questo campo.