Home   |   Structure   |   Research   |   Resources   |   Members   |   Training   |   Activities   |   Contact

EN | PT

BrBRCEEx0100-40421998000400025

BrBRCEEx0100-40421998000400025

National varietyBr
Country of publicationBR
SchoolEx-Tech-Multi Sciences
Great areaExact-Earth Sciences
ISSN0100-4042
Year1998
Issue0004
Article number00025

Javascript seems to be turned off, or there was a communication error. Turn on Javascript for more display options.

Vidros recobertos com camadas delgadas transparentes de SnO2 A tabela_1 agrupa os valores calculados para a espessura e rugosidade da superfície do depósito e da interface entre a camada delgada e o vidro de borossilicato das amostras preparadas em diferentes condições. Conforme previsto pelos modelos clássicos de deposição por emersão4, o aumento do arraste viscoso com a velocidade de emersão favorece o aumento da espessura do filme. Deste modo, é possível controlar facilmente a espessura da camada depositada ajustando-se o número ou a velocidade de emersão. É interessante observar que a rugosidade da camada depositada praticamente não varia com as condições de deposição. Entretanto, a rugosidade da interface substrato- depósito aumenta continuamente quando a velocidade de emersão cresce de 10 para 80cm/min; o mesmo comportamento é observado com o aumento do número de deposições. Isto sugere que a compatibilidade entre o depósito e o substrato diminue com a espessura da camada delgada.

As figuras_4a e 4b mostram as micrografias da superfície das camadas delgadas preparadas com 3 e 10 emersões, respectivamente. Não foi possível observar contrastes associados aos aspectos topográficos na maioria da superfície das amostras preparadas com número e velocidades de emersões inferiores a 5 e 10cm/ min, respectivamente. Falhas de deposição semelhantes à observada na figura_4a são raras nas amostras preparadas nestas condições. Ao contrário, as nervuras e protuberâncias verificadas na fotomicrografia da figura_4b estão presentes em toda a superfície das amostras preparadas com número e velocidades de emersão superiores a 5 e 10cm/min, respectivamente. Esse tipo de defeito é observado após o tratamento térmico a 400oC, e sua formação pode estar associada às tensões resultantes da diferença de coeficiente de expansão térmica entre o substrato e a camada delgada. Obviamente, este fenômeno torna-se mais importante a medida que a espessura da camada delgada aumenta, podendo inclusive causar o desprendimento do depósito.

ii) Resistência ao ataque por ácido O desempenho das camadas delgadas de SnO2 como barreiras protetoras contra o ataque químico dos vidros de borossilicato pode ser avaliado a partir dos resultados de perda de massa em função do tempo de exposição à solução de ácido fluorídrico, mostrados na figura_5. Os resultados ilustram o efeito do aumento do número de emersões, de 0 para 5, na dissolução do vidro. A comparação entre as curvas do vidro com e sem depósito superficial (número de emersão = zero) mostra claramente uma diminuição significativa na taxa de dissolução das amostras recobertas. Além disto, a perda de massa diminue com a espessura da camada delgada, atingindo um mínimo para as amostras preparadas com 3 emersões.

As fotomicrografias apresentadas nas figuras_6a e 6b revelam, respectivamente, o aspecto da superfície do vidro de borossilicato comercial e da amostra recoberta com SnO2, ambas submetidas a 25min de ataque por ácido fluorídrico. O ataque do vidro comercial causa a formação de partículas e poros em toda a extensão da superfície. Apesar do mecanismo de ataque por ácido fluorídrico não ser conhecido com precisão, a presença destas partículas é, geralmente, atribuída à dissolução do hidróxido de silício e reprecipitação de fluoretos3.

Estas partículas são observadas em menor quantidade nas amostras recobertas com SnO2, encontrando-se quase sempre agrupadas ao redor de certas cavidades. O conjunto formado por pequenas partículas agrupadas em torno de uma cratera central assemelha-se à morfologia resultante de um processo de erupção. Estas observações indicam que a solução de ácido fluorídrico penetra pelos poros da camada delgada resultando na dissolução e reprecipitação de pequenas partículas na interface. Como consequência, o depósito perde a aderência, o que resulta no desprendimento de pequenas porções da camada delgada.

CONCLUSÕES · Camadas delgadas transparentes de SnO2 podem ser facilmente depositadas sobre vidros a partir da emersão do substrato em suspensões coloidais aquosas.

· A espessura dos depósitos aumenta de 21 para 90nm quando a velocidade de emersão cresce de 0,1 para 10cm/min. O emprego de velocidades de emersão superiores a 10cm/min resulta em depósitos com elevado nível de rugosidade.

· Os vidros recobertos com camadas delgadas de SnO2 apresentam maior resistência ao ataque por ácido fluorídrico.


Download text