Caracterização de filmes finos de Nb1-xAlxN depositados por magnetron sputtering em aço inoxidável 316l

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorFilmes de NbN e Nb1-xAlxN, com 0,10 ≤ x ≤ 0,60, foram preparados por magnetron sputtering reativo de alvos de Nb e Al sobre substratos de aço inoxidável 316L em uma atmosfera de Ar/N2. Os filmes foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios-X por dispersão de energia (EDS), espectroscopia Raman, e espectroscopia de fotoelétrons por raios-X (XPS). Os filmes de composição 0 ≤ x ≤ 0,40 apresentaram fase cúbica NbN-δ, enquanto que o filme x = 0,60 apresentou fase AlN-h. A resistência à corrosão eletroquímica foi avaliada por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e polarização potenciodinâmica, variando-se o tempo de exposição à solução de NaCl 3,5% (m/V) até 30 dias. O teor de Al se relaciona à resposta dos sistemas frente à corrosão, sendo que os sistemas com os maiores teores (x = 0,40 e 0,60), apresentaram comportamento melhorado em termos de proteção anti-corrosiva. A formação de uma camada protetora de Nb2O5, confirmada pelas medidas de Raman e XPS, foi relacionada ao aumento da resistência à corrosão e à redução da porosidade nos sistemas revestidos após 30 dias de imersão em solução de NaCl a 3,5% m/V. A adição de Al também é responsável por aumentar a resistência à oxidação do material, sendo que as temperaturas de oxidação ocorrem em torno de 450-600°C para o filme NbN e 600-750°C para os filmes Nb1-xAlxN.NbN and Nb1-xAlxN films with 0.10 ≤ x ≤ 0.60 were prepared by reactive magnetron sputtering of Nb and Al targets in an Ar/N2 atmosphere over 316L stainless steel substrates. The films were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Raman spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Films with composition 0 ≤ x ≤ 0.40 presented cubic phase NbN-δ, while x = 0.60 presented AlN-h phase. Electrochemical corrosion resistance was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization, varying the exposure time to 3.5% NaCl solution up to 30 days. The Al content is related to the corrosion response of the systems, being that films with content (x = 0.40 and 0.60) showed improved protective behavior. The formation of a protective layer of Nb2O5, as confirmed by Raman and XPS measurements, was related to increased corrosion resistance and reduced porosity in the coated systems after 30 days of immersion time in 3.5% (m/v) NaCl solution. Al is also responsible for improvements in terms of oxidation resistance, with oxidation temperatures occurring around 450-600°C for NbN and around 600-750°C for the Nb1-xAlxN films