V WMSSE

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English title:	Elaboration and physical-computational study of a glow discharge device
Spanish title:	Elaboraci�n y estudio f�sico-computacional de un dispositivo de descarga brillante.
English abstract:	Currently, glow discharge is the basis of the conventional techniques used to improve the tribological properties of materials, such as the use of ion beams during the growth of thin films that influences microscopic properties and the sputtering process used in the cleaning of the substrates and the production of metal vapors. This work focuses on the numerical and experimental study of the main features of the glow discharge in a system composed of a cylindrical quartz chamber containing argon gas, whose length and radius are 20 cm and 2.5 cm, respectively. Said chamber is limited by two copper electrodes whose potential difference varies between 0 V to - 1 kV and the operating pressure range used is from 10 mTorr to 10 Torr as reported in the literature. This discharge is characterized by being independent of time, the generation of secondary electrons that allow the discharge to be self-sustaining, as well as the manifestation of fixed regions, among others. These properties were analyzed numerically using the COMSOL Multiphysics software since it facilitates the coupling of the electrostatic field to the transport equations of both the electrons and the heavy species of the gas. Subsequently, the physical system was built to experimentally determine the significant parameters of the argon plasma, such as the density of electrons and ions, the electronic temperature, and the spatial distribution of the potential; from electrical measurements acquired by a Langmuir probe diagnostic, which allowed theoretical and experimental quantities to be compared. The results presented in this article can be useful to establish a methodology in the design, construction, and characterization of new plasma-based technologies, oriented to the treatment and modification of surfaces.
Spanish abstract:	Actualmente, la descarga brillante es la base de las t�cnicas convencionales utilizadas para mejorar las propiedades tribol�gicas de los materiales, tales como el uso de haces de iones durante el crecimiento de las pel�culas delgadas que influye en las propiedades microsc�picas y el proceso de pulverizaci�n cat�dica utilizado en la limpieza del sustrato y la producci�n de vapores met�licos. Este trabajo se centra en el estudio num�rico y experimental de las principales cualidades de la descarga brillante en un sistema compuesto por una c�mara cil�ndrica de cuarzo que contiene gas arg�n, cuya longitud y radio son 20 cm y 2,5 cm, respectivamente. Dicha c�mara est� limitada por dos electrodos de cobre cuya diferencia de potencial var�an entre 0 V a -1 kV y el rango de la presi�n de funcionamiento empleado es de 10 mTorr a 10 Torr como se reportan en la literatura. Esta descarga se caracteriza por ser independiente del tiempo, la generaci�n de electrones secundarios que permiten que la descarga sea autosostenible, as� como la manifestaci�n de regiones fijas, entre otras. Estas propiedades fueron analizadas num�ricamente utilizando el software COMSOL Multif�sica, debido a que este facilita el acople del campo electrost�tico a las ecuaciones de transporte tanto de los electrones como de las especies pesadas del gas. Posteriormente, se construy� el sistema f�sico para determinar experimentalmente los par�metros significativos del plasma de arg�n, tales como, la densidad de electrones e iones, la temperatura electr�nica y la distribuci�n espacial del potencial; a partir de mediciones el�ctricas adquiridas por un diagn�stico de sonda Langmuir, lo que permiti� comparar las cantidades te�ricas con las experimentales. Los resultados presentados en este art�culo pueden ser de utilidad para establecer una metodolog�a en el dise�o, construcci�n y caracterizaci�n de nuevas tecnolog�as basadas en plasma, orientadas al tratamiento y modificaci�n de superficies.
Topic:
Presentation Type:
Speaker:

Authors

Name	Institution	Email
Fredy Fabian Parada Becerra	Universidad Industrial de Santander	confredyfabian@gmail.com
Carlos Jos� P�ez Gonz�lez	Universidad Industrial de Santander	cjpaezg@uis.edu.co
Petr Tsygankov	Universidad Industrial de Santander	piotrtsy@mail.ru
Eduardo Alberto Orozco Ospino	Universidad Industrial de Santander	eaorozco@uis.edu.co
Alejandro David Mart�nez Amar�s	Universidad de Santander	alejandrom@udes.edu.co
Yerson Fabian Barragan Jimenez	Universidad Industrial de Santander	yersonfabian16@gmail.com

Presentation

Room:	Principal Room
Date:	25 July 2022
Hour:	14:00 - 14:20

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