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Abstract:
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Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a caracterização de filmes finos metálicos de titânio (Ti) aplicados à absorção de radiação eletromagnética, com foco em tecnologias furtivas e blindagem. Os filmes foram depositados sobre substratos de alumínio (Al) e poliéster (PET) pela técnica de Triodo Magnetron Sputtering (TMS) e caracterizados quanto à espessura, morfologia, estrutura cristalina, resistividade elétrica e eficiência de absorção na faixa de 8–12 GHz.
O uso de Materiais Absorvedores de Radiação Eletromagnética (MAREs) remonta à Segunda Guerra Mundial, visando reduzir a detecção por radar. Já a tecnologia stealth, voltada à diminuição da seção radar (RCS), foi implementada na aeronáutica a partir de 1977. A atenuação de ondas pode ocorrer por cancelamento de fase, espalhamento ou por perdas intrínsecas. Nesse contexto, filmes finos metálicos são promissores: atingem alta absorção em espessuras nanométricas, diferentemente dos materiais convencionais que exigem camadas muito mais espessas.
O TMS, técnica de deposição física a vapor, permite ejetar átomos de um alvo e depositá-los sobre um substrato. A absorção em filmes finos está associada, sobretudo, à conversão de energia eletromagnética em calor pelo efeito Joule, mais significativo quando a espessura é menor que a skin depth. Nestes casos, a resistividade tende a ser maior que no material maciço, devido a defeitos e descontinuidades.
Foram usados dois substratos: Al, condutor e refletivo, e PET, polímero isolante e transparente às ondas. O titânio foi escolhido por sua resistência mecânica, estabilidade térmica e condutividade. As deposições foram feitas em 43 s e 71 s, obtendo filmes de 23,7 nm e 39 nm. As técnicas de análise incluíram: perfilometria (espessura), microscopia óptica e MEV (morfologia), DRX (fases cristalinas), medições elétricas e caracterização em guia de ondas.
Os resultados mostraram reprodutibilidade no processo de deposição. Sobre PET, observou-se formação de “ilhas” de Ti, aumentando a resistência e favorecendo a absorção. A resistividade apresentou comportamento linear e ôhmico, permitindo cálculo direto. Já sobre Al, os resultados foram não lineares, atribuídos à presença de óxidos, como Al₂O₃, dificultando a aplicação da Lei de Ohm.
Nos testes eletromagnéticos, filmes sobre PET atingiram até 95% de atenuação, efeito atribuído à interferência destrutiva (efeito Salisbury), sem depender fortemente da espessura. Em contraste, os filmes sobre Al obtiveram absorção entre 33% e 44%.
Conclui-se que substrato e morfologia são determinantes na eficiência de MAREs baseados em filmes finos. Os resultados destacam o potencial de estruturas nanométricas como alternativa compacta e eficiente para aplicações em furtividade e blindagem eletromagnética. |
