Advances in Chemistry and Biomedical Applications of Plasma Immersion Ion Implantation Treatments of Titanium Using Monte Carlo Simulations (Stop and Range Ions in Matter)

Authors

  • Péricles Lopes Sant'Ana São Paulo State University – UNESP, Instituto de Ciência e Tecnologia de Sorocaba, Laboratório de Plasmas Tecnológicos, Av. Três de Março 511, Alto da Boa Vista, 18087-180 Sorocaba, SP, Brazil.
  • José Roberto R. Bortoleto São Paulo State University – UNESP, Instituto de Ciência e Tecnologia de Sorocaba, Laboratório de Plasmas Tecnológicos, Av. Três de Março 511, Alto da Boa Vista, 18087-180 Sorocaba, SP, Brazil.
  • Nilson Cristino da Cruz São Paulo State University – UNESP, Instituto de Ciência e Tecnologia de Sorocaba, Laboratório de Plasmas Tecnológicos, Av. Três de Março 511, Alto da Boa Vista, 18087-180 Sorocaba, SP, Brazil.
  • Elidiane Cipriano Rangel São Paulo State University – UNESP, Instituto de Ciência e Tecnologia de Sorocaba, Laboratório de Plasmas Tecnológicos, Av. Três de Março 511, Alto da Boa Vista, 18087-180 Sorocaba, SP, Brazil.
  • Steven F. Durrant São Paulo State University – UNESP, Instituto de Ciência e Tecnologia de Sorocaba, Laboratório de Plasmas Tecnológicos, Av. Três de Março 511, Alto da Boa Vista, 18087-180 Sorocaba, SP, Brazil.
  • Nazir Monteiro dos Santos São Paulo State University – UNESP, Instituto de Ciência e Tecnologia de Sorocaba, Laboratório de Plasmas Tecnológicos, Av. Três de Março 511, Alto da Boa Vista, 18087-180 Sorocaba, SP, Brazil.

DOI:

https://doi.org/10.9734/bpi/cacb/v7/8991D

Keywords:

Titanium alloy, plasma immersion ion implantation, XPS, hardness, scratch resistance, SRIM simulation

Abstract

In this work it was analyzed the surface modification of a titanium alloy using plasma immersion ion implantation in order to improve its tribological properties such hardness and scratch resistance. Moreover, physical simulation using SRIM (stopping and range ions in matter) was used to examine the thickness of modified layers. From our PIII study of ti6al4v and titanium using nitrogen and hydrogen plasma when immersed in a methane atmosphere, nanoindentation and XPS investigations demonstrated an improved hardness and scratch resistance owing to the microstructures yielded, such as tin, TiO2 and DLC-Ti or tic.

Published

2021-05-17

How to Cite

Péricles Lopes Sant'Ana, José Roberto R. Bortoleto, Nilson Cristino da Cruz, Elidiane Cipriano Rangel, Steven F. Durrant, & Nazir Monteiro dos Santos. (2021). Advances in Chemistry and Biomedical Applications of Plasma Immersion Ion Implantation Treatments of Titanium Using Monte Carlo Simulations (Stop and Range Ions in Matter). Current Advances in Chemistry and Biochemistry Vol. 7, 139–161. https://doi.org/10.9734/bpi/cacb/v7/8991D

Issue

Current Advances in Chemistry and Biochemistry Vol. 7

Section

Chapters