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para el procesamiento, caracterización y aplicaciones de recubrimientos-capas delgadas

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para el procesamiento, caracterización y aplicaciones de recubrimientos-capas delgadas

About this book

Este texto recoge y discute la información, muchas veces dispersa, sobre una serie de cuestiones relativas al desarrollo de recubrimientos-capas delgadas, como son los fundamentos físicos de las técnicas de preparación; sus ventajas e inconvenientes para la preparación de un material determinado en forma de recubrimiento-capa delgada; la influencia de los parámetros del proceso de deposición en los mecanismos de crecimiento y parámetros más críticos a controlar; la influencia de los mecanismos de crecimiento en las propiedades microscópicas de las capas delgadas (composición, morfología, estructura, etc.); el efecto del substrato en las propiedades de crecimiento, y las aplicaciones más importantes de los recubrimientos-capas delgadas. Los capítulos, subdivididos en guías, se desarrollan en torno a cuatro temáticas. Inicialmente se describen los aspectos más generales relacionados con las técnicas de vacío utilizadas en la deposición de capas delgadas, y los fundamentos de las descargas eléctricas en gases, introduciendo el concepto de plasma, recurrente tanto en las técnicas de deposición como en la caracterización de las capas. Asimismo, se tratan los mecanismos de formación de películas continuas. Seguidamente se aborda el estudio de las diversas técnicas de deposición, iniciando con las técnicas de vapor, físicas y químicas, y los parámetros que determinan el crecimiento. La tercera temática tiene que ver con las técnicas de caracterización más comunes utilizadas en el estudio de las propiedades de las capas delgadas, las cuales se utilizan también en el estudio de los materiales masivos, que plantea a su vez otros problemas no tratados aquí. Especial atención merecen las técnicas físico-químicas de caracterización estructural, ya que constituyen herramientas básicas para la investigación de los materiales en capas delgadas. Finalmente, se resume un amplio abanico de aplicaciones de los recubrimientos-capas delgadas en diferentes sectores de la tecnología: mecánico, químico, eléctrico y electrónico, magnético y óptico. En los últimos años, este abanico se ha ido extendiendo de tal manera que puede decirse que no hay campo de actividad donde los recubrimientos-capas delgadas no jueguen cierto papel. Abordar todas estas aplicaciones resulta casi imposible en un tratado de esta naturaleza, por lo que solo se han incluido aquellas de mayor relevancia. Con relación a aplicaciones en alta tecnología, en varias guías se detallan los materiales-capas delgadas y procesos en la manufactura del disco duro (Hard Disk Drive, HDD).

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Table of contents

  1. Capítulo 1
  2. Capítulo 2 Ciencia de los materiales
  3. Polímeros como materiales de substrato
  4. Aleaciones, compuestos y dispersantes
  5. Metales como material de substrato
  6. Estructura cristalina por técnica de difracción
  7. Arreglo atómico
  8. Vidrio como material de sustrato
  9. Capítulo 3
  10. Capítulo 4 Tecnología de plasma
  11. Medidores de vacío para ambientes con plasma
  12. Arcos y microarcos
  13. Cañones de iones
  14. Fuentes de plasmas RF y microondas
  15. Fuentes del plasma reactivo: Fuentes de DC
  16. Potencia pulsada para procesos de pulverización catódica
  17. Descarga luminosa DC para procesos de pulverización catódica*
  18. Química de plasma, ataque por plasma y deposición por plasma*
  19. Capítulo 5 Preparación superficial
  20. “Barras luminosas” para limpieza por plasma
  21. Recubrimientos base (“basecoats”)
  22. Enjuague y secado
  23. Sustratos para recubrimientos tribológicos
  24. Líneas de limpieza
  25. Sistemas de limpieza
  26. Limpieza reactiva
  27. Limpieza por CO2
  28. Agua pura y ultrapura
  29. Energía superficial, agentes de tensión superficial y surfactantes
  30. Modificación de la superficie del sustrato
  31. Limpieza por plasma
  32. Limpieza “in situ”
  33. Ambiente de limpieza
  34. Limpieza externa
  35. Capítulo 6 Evaporación en vacío
  36. Monitores de tasa de deposición
  37. Tipo de alimentación para fuentes de evaporación térmica
  38. Evaporación reactiva
  39. Fijadores de sustratos y su limpieza
  40. Calentamiento y enfriamiento
  41. Fuentes de evaporación
  42. Evaporación en vacío
  43. Capítulo 7 Pulverización catódica (sputtering)
  44. Pulverización catódica física
  45. Blancos (targets) de pulverización catódica
  46. Pulverización catódica reactiva
  47. Pulverización catódica con magnetrón
  48. Pulverización catódica con dc-diodo planar
  49. Capítulo 8 Deposición por arco
  50. Evaporización y deposición por arco
  51. Capítulo 9 Plateado iónico (ion-plating)
  52. Principios de plateado iónico
  53. Capítulo 10 Procesos de CVD y PECVD a baja presión
  54. Deposición atómica de capas (ALD) y deposición de nanocapas (NLD)
  55. Deposición química en fase vapor asistida por plasma
  56. Capítulo 11 Crecimiento atomístico de recubrimientos-capas delgadas y sus propiedades
  57. Nanopartículas
  58. Esfuerzos residuales
  59. Formación de defectos “pinholes”
  60. Nucleación y Crecimiento II
  61. Nucleación y crecimiento I
  62. Capítulo 12 Procesos de postdeposición
  63. Anodizado de recubrimientos de aluminio
  64. Recubrimientos superficiales (topcoats)
  65. Capítulo 13 Caracterización de superficies y recubrimientos-capas delgadas
  66. Corrosión de recubrimientos-capas delgadas
  67. Microscopia óptica confocal de escaneo láser(XPS)
  68. Espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS)
  69. Espectrometría de retrodispersión Rutherford (RBS)
  70. Espectroscopia infrarroja (IR)
  71. Fluorescencia de rayos X (XRF)
  72. Espectroscopia de electrones Auger (AES)
  73. Microscopía electrónica de barrido (SEM)
  74. Morfología de la superficie
  75. Adhesión y “desprendimiento” de capas delgadas
  76. Caracterización de películas depositadas por PVD
  77. Caracterización de superficies y recubrimientos-capas delgadas
  78. Capítulo 14 Aplicaciones
  79. Recubrimientos PVD sobre polímeros
  80. Recubrimientos en red (“web-roll”) al vacío
  81. Recubrimientos tipo espejo de alta tecnología
  82. Recubrimientos oftálmicos
  83. Recubrimientos para control térmico
  84. Recubrimientos para mejorar las propiedades ópticas
  85. Recubrimientos conductores eléctricos transparente basados en óxidos
  86. Recubrimientos antireflectores (AR)
  87. Recubrimientos reflectores
  88. Aplicaciones médicas de descubrimientos basados en carbono amorfo
  89. Recubrimientos de diamante y carbono como diamante (DLC)
  90. Recubrimientos para mejorar las propiedades tribológicas
  91. Recubrimientos duros por PVD
  92. Recubrimientos en microelectrónica
  93. Conductores eléctricos de películas delgadas metálicas
  94. Capítulo 15 Materiales: capas delgadas y proceso en la manufactura del disco duro
  95. Proceso final de prueba del disco duro
  96. Proceso de lubricación
  97. Control de propiedades magnéticas
  98. Proceso de deposición: pulverización catódica
  99. Capas delgadas
  100. Estructura del disco-medio magnético
  101. Discos magnéticos
  102. Introducción
  103. Capítulo 16 Seguridad
  104. Bibliografía recomendada
  105. Seguridad
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