1020 steel coated with Ti/TiN by Cathodic Arc and Ion Implantation

TiN coatings have been widely studied in order to improve mechanical properties of steels. In this work, thin Ti/TiN films were prepared by plasma based immersion ion implantation and deposition (PBII&D) with a cathodic arc on AISI 1020 steel substrates. Substrates were exposed to the discharge during 1 min in vacuum for the deposition of a Tiunderlayer with the aim of improving the adhesion to the substrate. Then, a TiN layer was deposited during 6 min in a nitrogen environment at a pressure of 3xl0-4 mbar. Samples were obtained at room temperature and at 300 °C, and with or without ion implantation in order to analyze differences between the effects of each treatment on the tribological properties. The mechanical and tribological properties of the films were characterized. The coatings deposited by PBII&D at 300 °C presented the highest hardness and young modulus, the best wear resistance and corrosion performance.Fil: Bermeo, Diego Fernando. Universidad Santiago de Cali; ColombiaFil: Quintana, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; ArgentinaFil: Kleiman, Ariel Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; ArgentinaFil: Sequeda, F.. Universidad del Valle; ColombiaFil: Márquez, A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; Argentin

Characterization of Titanium Films Deposited with a Cathodic Arc Using a Straight Magnetic Duct

Nanostructured Ti films were obtained employing a cathodic arc with a straightmagnetic filter. The films were characterized using X-ray diffraction, scanning electron andatomic force microscopy. The films were found to be dense and with columnar grains,whose size increased with the exposure time. The number of macroparticles, the filmroughness and the deposition rate were also analyzed, and the latter compared with theresults of a fluid plasma model. Number of macroparticles and film roughness in sampleslocated ahead of the magnetic duct inlet were higher than those determined fromsamples placed inside the magnetic duct. The deposition rate depended on the axial andradial position inside the duct. The thickness along the radial position was more uniformfor samples located at axial positions near the filter extremes, but the mean depositionrate was lower at these positions. Measured and modeled deposition rates agreed reasonablywell.Fil: Bermeo, Diego Fernando. Universidad Santiago de Cali; ColombiaFil: Della Torre, H.. Universidad del Valle de Mexico; MéxicoFil: Kleiman, Ariel Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; ArgentinaFil: Minotti, Fernando Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; ArgentinaFil: Marquez, Adriana Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; Argentin

Titanium dioxide films growth by a cathodic arc: functionalization of surfaces

El dióxido de titanio es extensamente investigado debido a sus excepcionales propiedades eléctricas, ópticas y físico-químicas que lo convierten en un material apto para una gran variedad de aplicaciones. El empleo de películas delgadas de TiO2 como material sensitivo en sensores de gases tóxicos, y su utilización como fotocatalizadores para la degradación de contaminantes en agua, se encuentran entre las áreas más investigadas sobre este material semiconductor. El TiO2 cristaliza principalmente en tres estructuras diferentes: rutilo, anatasa y brookita; siendo la anatasa, fase meta-estable, la que presenta mejor rendimiento en las aplicaciones mencionadas. La producción de films de TiO2 ha sido desarrollada mediante una gran variedad de técnicas de deposición, entre las cuales se encuentran los arcos catódicos. En estos equipos se genera una descarga de alta corriente y baja tensión entre dos electrodos inmersos en una cámara de vacío. Material del cátodo es ionizado y eyectado hacia adelante, formando un haz de iones metálicos. Al inyectar gases reactivos a baja presión, los iones metálicos pueden combinarse químicamente con las partículas del gas. Colocando un sustrato frente al cátodo, una variedad de recubrimientos pueden ser obtenidos. La estructura de las películas de TiO2 obtenidas con esta técnica depende fuertemente de la temperatura del sustrato durante el crecimiento del film y de la energía de los iones involucrados. En el presente trabajo se obtuvieron, por arco catódico, películas delgadas de TiO2 sobre sustratos de vidrio y de silicio. Los films resultaron uniformes, compactos y con buena adhesión al sustrato. Los mismos fueron crecidos en fase anatasa a 400 oC, o en fase amorfa a temperatura ambiente, y luego cristalizados en fase anatasa mediante un tratamiento térmico. La estructura de las películas fue analizada por difracción de rayos X y espectroscopía Raman. El espesor y la densidad de los recubrimientos fueron determinados mediante reflectometría de rayos X (XRR). Para las densidades se obtuvieron valores en el rango 3,88 – 4,13 g/cm3, cercanos al valor tabulado para la anatasa. Los espesores dependieron del tiempo de exposición a la descarga, observándose una tasa de deposición de ~ 2,7 nm/s. Las señales de XRR fueron ajustadas, con buen acuerdo, por señales simuladas considerando una capa de agua adsorbida sobre los films. La morfología superficial de los recubrimientos fue estudiada por microscopía de barrido electrónico y de fuerza atómica. Los films crecidos a 400 oC presentaron un menor tamaño de grano, y una menor rugosidad, que los films obtenidos a temperatura ambiente. Asimismo, estas magnitudes resultaron menores en los recubrimientos realizados sobre vidrio respecto de los depositados sobre silicio. Considerando todos los casos, los tamaños de grano estuvieron en el rango 15 – 100 nm. Se estudiaron también propiedades ópticas de los films en el rango visible, sin observarse diferencias significativas entre las muestras crecidas a diferentes temperaturas. La transmitancia media fue de ~ 80 %, la reflectancia difusa de ~ 5 %, el índice de refracción de ~ 2,8 y el band-gap de ~ 3,4 eV. La adhesión se analizó mediante los tests de la cinta adhesiva y de rayado, mostrando mejores resultados los films crecidos a alta temperatura. Se estudiaron también las propiedades del plasma generado por la descarga, relacionándolas con las características observadas en los films. El análisis se realizó a partir de mediciones con una sonda electrostática y empleando un modelo uni- dimensional que considera las interacciones del plasma metálico con el O2. A los films crecidos sobre vidrio se les realizó también una caracterización orientada a su empleo en sensado de gases y en purificación de agua por fotocatálisis. Se estudió la respuesta de la resistencia eléctrica de los films ante variaciones en la presión ambiente, en aire y O2, observándose una disminución de la sensibilidad al aumentar la temperatura. La sensibilidad fue mayor en los films depositados con calentamiento in-situ, y aumentó al incrementarse el espesor de la película. La respuesta fotocatalítica de los films fue evaluada a través la eficiencia en la reducción Cr(VI), en presencia de EDTA, asistida por irradiación UV. No se observaron diferencias en los rendimientos de las películas crecidas a distintas temperaturas. Por otro lado, los films crecidos por arco mostraron una menor actividad que películas de TiO2 P-25, obtenidas por dip-coating, utilizadas como referencia. Sin embargo, la eficiencia de las películas depositadas por arco aumentó al incrementarse el espesor, llegando a lograrse un 100 % de reducción de Cr(VI) luego de 6 horas de irradiación.Titanium dioxide has been widely investigated due to its outstanding electrical, optical and physicochemical properties that make it a suitable material for a wide range of applications. The uses of thin films of TiO2 as sensitive material in toxic gas sensors and as photocatalyst for pollutants reduction in water are among the more investigated areas on this semiconductor. TiO2 crystallized in three major structures: rutile, anatase and brookite; being anatase, a meta-stable phase, which presents the best performance in the above applications. The production of TiO2 films has been developed by several deposition techniques, among which are the cathodic arcs. In such devices a high current-low voltage discharge is generated between two electrodes immersed in a vacuum chamber. The cathode material is ionized and ejected forward, forming a metallic ion beam. If a reactive gas is injected at a low pressure into the chamber, metallic ions can be chemically mixed with the gas. Placing a substrate in front of the cathode, several compounds can be deposited. The structure of films grown with cathodic arcs strongly depends on the substrate temperature during deposition process and on the energy of the involved ions. In this work, TiO2 thin films were deposited by a cathodic arc on glass and silicon substrates. The films were compact and uniform and showed good adhesion properties. These coatings were grown in anatase phase at 400 oC, or in amorphous phase at room temperature, and then crystallized during post-annealing. The crystalline structure of the films was analyzed by X-ray diffraction and Raman spectroscopy. The film density and thickness were determined by means of X-ray reflectometry (XRR). The densities were in the range 3.88 – 4.13 g/cm3; these values are close to the tabulated for anatase. The thicknesses depended on the deposition times; the deposition rate was ~ 2.7 nm/s. XRR measurements were fitted, with good agreement, by simulated signals considering an adsorbed water layer over the TiO2 films. The surface morphology was studied by scanning electron and atomic force microcopy. The films grown at 400 oC presented a lower grain size and a lower roughness than that of films obtained at room temperature. Moreover, these magnitudes were lower for films deposited on glass respect to those grown on silicon substrates. Among all the samples, the grain size was found to be in the range 15 – 100 nm. Optical properties of the films in the visible range were also studied; significant differences between films grown at both temperatures were not found. The mean transmittance was ~ 80 %, the diffuse reflectance ~ 5 %, the refractive index ~ 2.8 and the band-gap energy ~ 3.4 eV. Adhesion to the substrates was analyzed by scotch and scratch tests; showing the films grown at high temperature better results. Properties of the plasma generated by the discharge and their connection with the characteristics observed for the films were also studied. This analysis was made by means of electrostatic probe measurements and using a one-dimensional plasma model which considers interactions between the metallic plasma and the gas particles. The films deposited on glass substrates were also characterized toward their use in gas sensing and in photo-assisted water purification. The response of the electrical resistance of the films to changes in air and O2 pressure was studied. The sensitivity of the films decreases with the increasing of the work temperature, and was high for films deposited with in-situ heating. Moreover, thicker films showed high sensitivity. The photocatalytic response of the coating was evaluated through the efficiency in UV- assisted Cr(VI) reduction, in the presence of EDTA. Significant differences between films grown at different temperatures were not observed. In the other hand, films deposited by cathodic arcs showed a lower activity than that of TiO2 P-25 films, obtained by dip-coating immersion, used as a reference. However, the efficiency of cathodic arc-deposited films was enhanced by increasing the film thickness, reaching a 100 % Cr(VI) reduction after 6 hours irradiation.Fil:Kleiman, Ariel Javier. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

X-Ray Reflectivity Analysis of Titanium Dioxide Thin Films Grown by Cathodic Arc Deposition

TiO2 thin films deposited by a vacuum arc on a glass substrate were characterized by X-ray reflectivity (XRR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). Several thin films with different amounts of deposited TiO2 mass and different deposition and annealing temperatures were studied. A qualitative analysis of the XRD patterns indicated the presence of the anatase and/or rutile crystalline phases in most of the studied samples. From the analysis of the experimental XRR curves—which exhibited a wide angular range of oscillatory behavior—the thickness, mass density and interface roughness were determined. All XRR patterns were well fitted by modeled curves that assume the presence of a single and homogeneous TiO2 layer over which a very thin H2O layer is adsorbed. The thickest H2O adsorption layers were developed in films with the highest anatase content. Our overall results of the XRR analyses are consistent with those derived from the imaging techniques (SEM and AFM).Fil: Kleiman, Ariel Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; ArgentinaFil: Lamas, Diego Germán. Universidad Nacional del Comahue. Facultad de Ingeniería; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Craievich, A. F.. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Marquez, Adriana Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; Argentin

Study of the structure of titanium thin films deposited with a vacuum arc as a function of the thickness

Polycrystalline titanium thin films have been widely employed as interlayer between the substrate and different coatings in order to improve adhesion strength, corrosion resistance and wear performance, as well as to promote the growth of crystalline phases of the coating. The thickness of the Ti layer can be relevant on the behavior of the coatings, however very few studies have been carried out. In this work, the crystal structure of polycrystalline titanium films deposited with a vacuum arc discharge on monocrystalline silicon wafers (100) was studied and a dependence on the film thickness was found. The presence of the fcc phase of titanium was observed for the thinnest films with a critical thickness estimated in 300 nm, a much larger value than those reported for other deposition processes. For larger thicknesses, the films grew as α-titanium with a preferred orientation in the [100] direction. The obtained results agreed with a growth model based on the matching between the film and the substrate lattice. The characteristics of the films deposited in two steps, which had not been previously investigated, reinforced the suggested model.Fil: Fazio, Mariana Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; ArgentinaFil: Vega, Daniel Roberto. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Investigaciones y Aplicaciones no Nucleares. Gerencia de Física (Centro Atómico Constituyentes); ArgentinaFil: Kleiman, Ariel Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; ArgentinaFil: Colombo, Diego Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Franco Arias, Lina Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; ArgentinaFil: Marquez, Adriana Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; Argentin

Photocatalytic activity of TiO2 films prepared by cathodic arc deposition: Dependence on thickness and reuse of the photocatalysts

In this work, the photocatalytic activity of anatase films with thicknesses up to 1100 nm prepared by cathodic arc deposition (CAD) on glass substrates is reported. The photocatalytic activity under UV–Vis irradiation (λ > 330 nm) was evaluated through the efficiency in the reduction of 0.80 mM Cr(VI) in the presence of 1 mM ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) at pH 2, and compared with the performance of samples obtained by dip-coating using commercial P25. The CAD films were optically transparent, with visible light transmittance ≥ 50% even for the thickest samples. The photocatalytic efficiency of the films increased as the thickness increased. The possibility of obtaining thicker films allowed cathodic arc films reaching better performance than P25 samples. For the most active films obtained by CAD, complete Cr(VI) reduction could be obtained in <300 min under a 28 W m−2 UV-A irradiance. The photocatalytic reaction for all the studied TiO2 films obeyed pseudo-first order kinetics. A decrease of the reaction rate constant was observed for both types of films after reusing the photocatalysts. The fate of the reduced Cr(VI) was also analyzed.Fil: Kleiman, Ariel Javier. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; ArgentinaFil: Meichtry, Jorge Martin. Universidad Tecnológica Nacional; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Vega, D.. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Universidad Nacional de San Martín; ArgentinaFil: Litter, Marta Irene. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental; ArgentinaFil: Marquez, Adriana Beatriz. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; Argentin

Photocatalytic activity of TiO2 thin films deposited by cathodic arc

In this work, the photocatalytic activity and the kinetic behavior of anatase TiO2 films deposited by cathodic arc (CA films) on glass substrates is reported and compared with TiO2 Degussa P-25 films obtained by dip-coating immersion. The mass density of films, determined by X-ray reflectometry, allowed the assessment of the porosity of samples. The activity was evaluated from the efficiency to reduce Cr(VI) in the presence of EDTA. Although the response of CA films resulted lower compared with that of P-25 films (a fact associated to a lower porosity), adhesion properties of the new materials were much better. CA film photoactivity improved by increasing the coating thickness. These photocatalysts, whose preparation is simple and affordable, are very promising to be used as immobilized materials in photoreactors for the treatment of pollutants not only in the gas phase but also in aqueous systems.Fil: Kleiman, Ariel Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; ArgentinaFil: Marquez, Adriana Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; ArgentinaFil: Vera, Maria Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Misiones. Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales; ArgentinaFil: Meichtry, Jorge Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Litter, Marta Irene. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Universidad Nacional de San Martín; Argentin

Efficiency of cathodic arc-grown N-doped TiO2 films for the photocatalytic reduction of Cr(VI) under UV-Vis irradiation

The photocatalytic activity of undoped and N-doped TiO2 anatase films with different thicknesses prepared by cathodic arc deposition on glass substrates is reported. After TiO2 deposition, the doping of the films was carried out by plasma immersion ion implantation in a nitrogen environment. The composition of the films was studied by x-ray photoelectron spectroscopy, the surface morphology was analyzed by atomic force microscopy and the crystalline structure was examined by x-ray diffraction. The thickness was determined by observing the film cross section with scanning electron microscopy. The transmittance of the films in the UV-Vis range was studied as well. The photocatalytic activity of the films was evaluated through the efficiency in the reduction of Cr(VI) in the presence of ethylenediaminetetraacetic acid under UV-Vis irradiation. N-doped films presented a higher photocatalytic efficiency than undoped films: Cr(VI) reduction after 5 h irradiation augmented from 58% (pure TiO2) to 85% (N-doped TiO2) for films of 300 nm thickness, and from 69% to 85% for films with a thickness of 440 nm. On the other hand, pure TiO2 films of 790 nm thickness were more efficient (99% of Cr(VI) reduction) but the effect of doping on the photocatalytic activity was negligible.Fil: Kleiman, Ariel Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Meichtry, Jorge Martin. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Buenos Aires; ArgentinaFil: Xaubet, M.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Grondona, Diana Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Litter, Marta Irene. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigación en Ingeniería Ambiental; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Márquez, A.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Depth-resolved study of hydrogen-free amorphous carbon films on stainless steel

A method to obtain depth-resolved structural information from hydrogen-free amorphous carbon films of high roughness, high thickness and grown on unpolished substrates was developed. The characterization was based on combining secondary ion mass spectrometry (SIMS) sputtering for craters at defined depth with X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and visible Raman spectroscopy analysis. After determination of the etching rate for the carbon film, areas with a defined end position corresponding to different known depths of the films were obtained. The SIMS etching process used did not significantly affect the structure of the amorphous carbon layer. XPS measurements of the crater bottoms provided information about the composition of the films. Visible Raman spectroscopy measurements inside of the craters were correlated with the XPS results taking into account the penetration depths of both techniques, and models aimed at predicting the sp2/sp3 ratio from Raman measurements were evaluated.Fil: Fazio, Mariana Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; ArgentinaFil: Manova, D.. Leibniz Institute Of Surface Modification (iom); AlemaniaFil: Hirsch, D.. Leibniz Institute Of Surface Modification (iom); AlemaniaFil: Valcheva, E.. Faculty Of Physics, Sofia University; BulgariaFil: Kleiman, Ariel Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; ArgentinaFil: Mändl, S.. Leibniz Institute Of Surface Modification (iom); AlemaniaFil: Marquez, Adriana Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; Argentin

Enhancement of rutile phase formation in TiO2 films deposited on stainless steel substrates with a vacuum arc

The rutile phase of TiO2 has raised a wide interest for biomaterial applications. Since rutile is generally synthesized at high temperatures, a deposition process based on a cathodic arc discharge has been investigated in order to obtain rutile coatings at lower temperature on stainless steel substrates. In this work, TiO2 films were deposited on AISI 316 L stainless steel substrates heated at 300 and 400 °C with a negative bias of 120 V, employing Ti interlayers of different thicknesses. TiO2 films of approximately 500 and 900 nm were grown on Ti interlayers with thicknesses in the range 0–550 nm. The effect of Ti interlayers on the crystalline structure of TiO2 coatings was systematically studied with X-ray diffraction and Raman spectroscopy. The introduction of the Ti layer increased the rutile/anatase proportion either at 300 or 400 °C, turning rutile into the main phase in the TiO2 film. The largest amount of rutile for both temperatures was attained with a 55 nm Ti interlayer, the thinnest thickness studied.Fil: Franco Arias, Lina Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; ArgentinaFil: Kleiman, Ariel Javier. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; ArgentinaFil: Vega, Daniel Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; ArgentinaFil: Fazio, Mariana Andrea. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; ArgentinaFil: Halac, Eduardo. Departamento Física de la Materia Condensada; ArgentinaFil: Marquez, Adriana Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Física del Plasma. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Física del Plasma; Argentin