Caratterizzazione di film a base carbonio per applicazioni automotive

Lo scopo del presente lavoro ਠstato quello di studiare e caratterizzare dei rivestimenti amorfi a base di carbonio, comunemente denominati Diamond-Like Carbon (DLC). Si ਠiniziato il lavoro con un'ampia ricerca bibliografica sulle proprietà  dei DLC e sulle varie tipologie (spesso dovute al processo di deposizione), nonchà© sulla possibilità  che si ha di modificare alcune delle proprietà  mediante drogaggio. La ricerca non ha riguardato solo i DLC in sà©, ma anche come questi vengono implementati in strutture avanzate che comprendono vari layer di natura differente. La parte di caratterizzazione ਠstata svolta su campioni di fornitori differenti, per conto di un'azienda automobilistica del territorio. Questi rivestimenti sono solitamente utilizzati nella catena di distribuzione di un motore automobilistico, e sono stati depositati su un substrato in acciaio 40CrMov20, analogo per caratteristiche meccaniche a quello usato nell'applicazione in esame. Le attività  di caratterizzazione comprendono analisi al microscopio elettronico a scansione e spettroscopia Auger con “depth-profiling” per la valutazione della microstruttura e della composizione chimica dei rivestimenti, prove di scratch per la valutazione dell'adesione al substrato, nanonindentazione per la misura di proprietà  micromeccaniche (durezza, modulo elastico), e test di strisciamento in configurazione ball-on-disc con controparti sia in allumina, sia in acciaio 100Cr6, per valutare il comportamento tribologico in diverse condizioni di usura. I risultati hanno mostrato, fra l'altro, che i rivestimenti con durezze pi๠elevate in genere causano pi๠elevata usura della controparte, mentre l'usura dei rivestimenti sembra correlata al coefficiente di attrito instaurato nell'accoppiamento. In particolare, si ਠverificato come carichi termomeccanici elevati (elevate pressioni di contatto e/ velocitಠdi strisciamento) facilitano la formazione di un tribolayer grafitizzato sulla superficie della controparte, che abbassa il coefficiente di attrito. La tendenza a grafitizzare ਠinversamente correlata alla durezza: i coating pi๠duri risultano, infatti, anche pi๠stabili da un punto di vista termochimico, cosa che ha una conseguenza negativa sul comportamento tribologico poichà© ostacola la formazione del tribofilm grafitizzato sulla controparte.