Novo método para determinação da temperatura de corpos imersos em plasma

Leal, Erisson Aparecido de Deus; Souza, Sandi; Alves, Clodomiro

doi:10.17563/rbav.v34i1.978

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“…Observa-se que a medição da temperatura no processo de revenimento a plasma, realizada por meio da utilização de um pirômetro não é precisa, visto que, a temperatura no porta-amostra pode ser significativamente menor do que a temperatura momentânea em um pico térmico na superfície da amostra. Os resultados obtidos corroboram com estudos que citam a presença de gradiente térmicos em amostras de aço AISI M35 aquecidas em plasma [19,20] e que indicam que os processos termicamente ativados são favorecidos no plasma [23,26].…”

Section: Temperatura De Revenimento Convencional Do Aço Sae 8640 [°C] Dureza Média [Hv]unclassified

“…Por esse motivo é difícil medir com precisão a temperatura de um sólido imerso no plasma, e as medidas de temperatura devem ser analisadas com cuidado, já que a temperatura média pode ser consideravelmente inferior ao pico de temperatura. Apesar da presença de gradiente térmicos em sólidos aquecidos em plasma ser um fenômeno conhecido na literatura há poucos os trabalhos dedicados a medi-lo [18][19][20][21][22].…”

Section: Introductionunclassified

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Avaliação do aquecimento de amostras de aço imersas em plasma

et al. 2021

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RESUMO Processos assistidos por plasma tem diversas aplicações industrias como a nitretação de aços, sinterização, deposição de filmes finos e produção de semicondutores. A taxa de aquecimento, transferência de calor e temperatura têm um papel fundamental nas propriedades dos materiais imersos em um plasma. Contudo, um dos desafios do processamento de materiais por plasma é medir com precisão a transferência de calor e a temperatura, particularmente em regiões especificas da amostra, uma vez que pode haver a presença picos térmicos, aumentando localmente a temperatura. Além disso, há diversos parâmetros como a composição da atmosfera, potência, pressão e a composição da amostra que podem afetar a difusão, o transporte de massa e a taxa de aquecimento no plasma. Neste contexto, o objetivo deste estudo é avaliar a homogeneidade do aquecimento de amostras de aços revenidas em plasma de argônio e comparar com o aquecimento em forno resistivo. Para este propósito, a microestrutura e a dureza de amostras revenidas em plasma foram comparadas às amostras revenidas em forno resistivo. Desse modo, foi possível determinar a temperatura equivalente de um sólido imerso em plasma. Tendo em vista o grande interesse industrial em processos de nitretação a plasma, neste estudo o aquecimento de amostras de aços imersas em plasma foi avaliado em um reator típico de nitretação a plasma. Para tal, amostras de aço SAE 1045 e 8640 foram temperadas e em seguida revenidas em plasma. As amostras revenidas em plasma mostraram uma maior perda de dureza para o tratamento na mesma temperatura (medida no porta-amostra) do que as amostras revenidas convencionalmente. Este resultado foi relacionado aos picos térmicos durante o aquecimento a plasma. Um modelo matemático para determinar a temperatura equivalente durante o revenimento a plasma foi proposto. Este modelo poderá ser aplicado para desenvolver estratégias para otimizar os parâmetros do plasma, visando melhorar as propriedades dos materiais.

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Section: Temperatura De Revenimento Convencional Do Aço Sae 8640 [°C] Dureza Média [Hv]unclassified

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Avaliação do aquecimento de amostras de aço imersas em plasma

et al. 2021

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“…Galvão 17 and Leal 18 have extrapolated the surface temperature of a steel AISI M35, analyzing its microstructure and hardness along the thickness of this metal exposed to plasma. They concluded that on a microlayer of surface material, the temperature could be more than 100 K higher than the bulk.…”

Section: Introductionmentioning

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Determination of Surface Temperature in ICP RF Plasma Treatments of Organic Materials

et al. 2017

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The reactions that can occur on organic materials treated in plasma enviorement are strongly affected by surface temperature, thus the sharp determination of this variable is extremely important to process control. In situ temperature measurements are often employed; however, the measured point is generally under the treated surface. If in metallic materials the high thermal conductivity minimizes this problem, in non-metallic materials processing it becomes important, because its thermal resistivity besides a high sensibility to small temperature variations. The present work uses a simulation tool to extract thermal data on Ar+O 2 RF plasma processing of Stearic Acid. Experimental data were obtained by thermocouples placed inside the samples. The extrapolation of surface temperature was performed by numerical simulation with Autodesk CFD software v.15.1. Results show that the temperature of the surface reaches values higher than the ones measured inside the sample holder. This difference of temperature is in good agreement with the visual observation of the phase transformations in the treated material, showing a simple and valuable tool to better control of plasma treatments.

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Novo método para determinação da temperatura de corpos imersos em plasma

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Avaliação do aquecimento de amostras de aço imersas em plasma

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