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Plasma temperature measurement in a hybrid discharge by using optical diagnostics

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Fredy fabian Parada Becerra
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Para realizar el estudio de los haces electrónicos en la descarga eléctrica de alto voltaje a bajas presiones se implementó el dispositivo JUPITER (Joint Uniersal Plasma and Ion Tecnologies Experimental Reactor) que está fundamentado en las ideas de implantación iónica tridimensional (3DII) y un sistema de reglas especiales de acrilico que determinan con alta precisión la geometría de los haces electrónicos. Adicionalmente se empleó el programa de análisis gráfico Matrox Inspector 2.0 para la obtención del perfil de la línea (RGB line profile) y el código KARAT para la realización de una simulación tridimensional del movimiento de los electrones de prueba. En este artículo se presenta un estudio de la geometría de propagación de los haces electrónicos que permite hacer conclusiones sobre la estructura espacial de la descarga y, en particular, sobre las dimensiones de la región de aceleración de los electrones (la region catódica).
The experimental set for artificially modulated structures production through an advanced vacuum arc evaporator with a magnetically-driven cathode spots on the cathode surface is described. The main features of vacuum arc as a vapor source with time-modulated compositions are discussed. The characteristics of the obtained multilayer coatings with artificially modulated Ti/TiB structures are presented.
Of the plasma methods used to improve the tribological properties of the solid surface [1-3], the treatment of metal pieces in the hybrid discharge, which is a combination of high voltage and electric arc discharges, seems very promising [4,5]. This method is developed in the Plasma Physics and Technology Laboratory at the Universidad Industrial de Santander (Colombia). In our work, the hybrid discharge is ignited in tungsten vapor. The plasma temperature and atomic composition of the discharge are measured through its optical spectrum.
Fredy fabian Parada Becerra
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Objective: In this present research work the behaviour of temperature of the substrate manufactured in AISI H13 steel, in the range of and , during of surface deposition of titanium nitride (TiN) thin films by the technique of cathodic arc in vacuum. Results: The physical properties of the TiN films were obtained and analysed by the techniques of micro-indentation, Atomic Force Microscopy (AFM) and X-Ray Diffraction (XRD). Conclusion: It was determined that the increase in the temperature of the substrate during the deposition of TiN films improves the mechanical properties of the surface of the steel of type AISI H13, where the highest hardness was present in the coating deposited at a temperature of , which has a preferential orientation in the plane determined by the XRD patterns.Keyword: Coatings, Metal substrates, Substrate temperatureResumenObjetivo: En el presente trabajo de investigación se estudia el comportamiento de la temperatura del sustrato, fabricado en acero de tipo AISI H13, en el rango de y , durante la deposición superficial de películas delgadas de nitruro de titanio (TiN) por la técnica de arco catódico en vacío. Resultados: Las propiedades físicas de las películas de TiN fueron obtenidas y analizadas mediante las técnicas la micro-indentación, microscopía de fuerza atómica (AFM) y la difracción de rayos x (DRX). Conclusión: Se determinó que el incremento en la temperatura del sustrato durante la deposición de las películas de TiN, mejora las propiedades mecánicas de la superficie del acero de tipo AISI H13, donde la mayor dureza se presentó en el recubrimiento depositado a una temperatura de , el cual tiene una orientación preferencial en el plano determinada por los patrones de DRX.Palabra Clave: Revestimientos, Sustratos metálicos, Temperatura del sustrato Resumo Objetivo: No presente pesquisa é estudado o comportamento da temperatura do substrato, feito de aço de tipo AISI H13, no intervalo de e , durante a deposição superfície das películas finas de nitreto de titânio (TiN) por meio da técnica de arco catico em vácuo. Resultados: As propriedades físicas dos filmes de TiN foram obtidos e analisados pelas técnicas de micro-indentação, microscopia de força atómica (AFM) e difracção de raios-X (DRX). Conclusão: determinou-se que o aumento de temperatura do substrato durante a deposição do filme de TiN, melhora as propriedades mecânicas da superfície do aço de tipo AISI H13, onde a maior dureza foi apresentada no revestimento depositado a uma temperatura de , que tem uma orientação preferida no plano determinados pelos padrões de DRX.Palavras-chave: Revestimentos, Substratos metálicos, Temperatura do sustrato