ABSTRACT

We present the results obtained from the deposition of nanostructure bismuth coatings through DC pulsed unbalanced magnetron sputtering. The Bi coatings were deposited simultaneously on common glass, silicon, and Ti6AL4V substrates in order to evaluate the optical properties, morphology, and microstructure as a function of the pulsed frequency deposition, and to establish the relationship between these properties and corrosion resistance. The microstructure was evaluated via X-ray diffraction (XRD), and the morphology of the coatings was evaluated through scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). Optical properties were characterized through absorbance and transmittance spectra. The XRD analysis indicated that the coatings are polycrystalline. The SEM micrographs showed that the coatings are grown as droplets form. AFM revealed roughness values from 20.0 to 28.8 nm. Finally, from the optical measurements, it was possible to establish the band-gap energy of the Bi coatings.

Keywords: pulsed unbalanced magnetron sputtering, bismuth coatings, corrosion, band gap energy.

CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL, RESPUESTA ÓPTICA Y RESISTENCIA A LA CORROSIÓN DE RECUBRIMIENTOS DE BISMUTO

RESUMEN

En este trabajo se presentan los resultados obtenidos en el depósito de recubrimientos nanoestructurados de Bi obtenidos mediante pulverización pulsada con magnetrón desbalanceado. Los recubrimientos de Bi fueron depositados simultáneamente sobre sustratos de vidrio común, silicio y Ti6Al4V para evaluar las propiedades ópticas, morfología y microestructura en función de la frecuencia del pulso y para establecer la relación entre estas propiedades y la resistencia a la corrosión. La estructura fue evaluada por difracción de rayos X (DRX), microscopia electrónica de barrido (MEB) y microscopía de fuerza atómica (MFA). Las propiedades ópticas fueron caracterizadas mediante espectros de absorbancia y transmitancia: El análisis de DRX indican que los recubrimientos son policristalinos. Las micrografías de MEB muestran que los recubrimientos crecen en forma columnar y gotas en la superficie. Los estudios de AFM mostraron rugosidades desde 20.0 a 28.8 nm. Finalmente, mediante las medidas ópticas fue posible establecer la brecha de energía de los recubrimientos de Bi.

Palabras clave: Pulverización pulsada desbalanceada, recubrimientos de bismuto, corrosión, brecha de energía.

Recibido: 11-12-2012 ; Revisado: 12-08-2013

Aceptado: 11-12-2013 ; Publicado: 12-12-2013