Riassunto analitico
Operare in ambienti corrosivi, come quelli esposti all'acqua di mare, rappresenta una sfida importante per i materiali strutturali: nonostante l'eccellente resistenza alla corrosione mostrata dalle tradizionali leghe di alluminio e titanio e dagli acciai inossidabili, la loro ridotta resistenza all'usura ne limita l'utilizzo. Tra i nuovi materiali, le leghe ad alta entropia (HEA) rappresentano candidati promettenti per applicazioni in ambienti severi data la loro superiore stabilità termica, resistenza meccanica e resistenza all'usura e alla corrosione. Grazie alle loro proprietà, le HEA sono potenziali soluzioni, non solo in forma massiva, ma anche come rivestimenti per migliorare le proprietà della superficie in diversi ambienti difficili. Questo lavoro di tesi è incentrato su deposizione e caratterizzazione di film a base di HEA cresciuti utilizzando la tecnologia High Power Impulse Magnetron Sputtering (HiPIMS). Infatti, tra le diverse metodologie di deposizione, quella dello sputtering presenta diversi vantaggi: elevata varietà di materiali depositabili, ottimo controllo sulla crescita e spessore del film, buon controllo sulla stechiometria e possibilità di ottenere rivestimenti densi. L’HiPIMS, inoltre, offre parametri aggiuntivi su cui poter intervenire per ottenere differenti risultati in termini di composizione, microstruttura e proprietà del materiale finale, come, ad esempio, la durata e la frequenza degli impulsi del potenziale. Nel presente lavoro sono stati depositati rivestimenti di lega e di nitruri ad alta entropia (HEN) a base (FeCrNiCo)(1-x)Mo(x) via HiPIMS utilizzando due target: uno di Mo puro e uno stechiometrico di FeCrNiCo. L’effetto del contenuto di Mo sulla microstruttura, sulle proprietà meccaniche e sulla resistenza all’azione combinata di usura e corrosione (tribocorrosione) dei rivestimenti in HEA è stato indagato variando la posizione del target di Mo e, quindi, la sua distanza dal substrato. Lo stesso studio è stato condotto anche per i rivestimenti di nitruri ad alta entropia, questa volta aumentando progressivamente la frazione del flusso di N2 durante la deposizione e, di conseguenza, la concentrazione di azoto nel film. I risultati finali illustrano come i parametri di deposizione investigati possono essere modificati per controllare la composizione chimica e la microstruttura dei rivestimenti di HEA, e di come queste ne influenzino la qualità. Infatti, è stato evidenziato come un maggiore contenuto di Mo abbia effetti positivi sulle proprietà meccaniche dei rivestimenti e come, tuttavia, produca anche un degrado della loro resistenza a fenomeni tribocorrosivi. Inoltre si è riscontrato un netto miglioramento sia delle proprietà meccaniche che della resistenza a tribocorrosione con l’aumento della percentuale atomica di azoto nel film.
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