El misterio de las centellas (1372)

El misterio de las centellas (1372)

Columna de plasma y generación de nanopolvos a partir de titanio sólido mediante microondas localizadas en el aire

Simona Popescu,1 Eli Jerby,1,a) Yehuda Meir,1 Zahava Barkay,2 Dana Ashkenazi,1 J. Brian A. Mitchell,3 Jean-Luc Le Garrec,3 and Theyencheri Narayanan4

1 Faculty of Engineering, Tel Aviv University, Ramat Aviv 6997801, Israel

2 Wolfson Applied Materials Research Center, Tel Aviv Univ., Ramat Aviv 6997801, Israel

3 IPR., U.M.R. No. 6251 du C.N.R.S., Universite de Rennes I, 35042 Rennes, France

4 European Synchrotron Radiation Facility, 38043 Grenoble, France

(Recibido el 2 de mayo de 2015; aceptado el 28 de junio de 2015; publicado en línea el 8 de julio de 2015)

Este artículo estudia el efecto de una columna de plasma expulsada de titanio sólido por microondas localizadas en una atmósfera de aire ambiente. Se encuentra que las nanopartículas de dióxido de titanio (titania) se sintetizan directamente en esta columna de plasma mantenida por la energía de microondas en la cavidad. El proceso se inicia mediante un punto de acceso inducido por microondas localizadas, que funde localmente el sustrato de titanio. El punto caliente fundido emite vapores de titanio ionizado continuamente hacia la columna de plasma estable, que puede durar más de un minuto. La caracterización del plasma polvoriento obtenido se realiza in situ mediante análisis de dispersión de rayos X de ángulo pequeño (SAXS), espectroscopia óptica y reflexión de microondas. Las nanopartículas de titania depositadas se analizan estructural y morfológicamente mediante observaciones con microscopio electrónico de barrido y óptico ex situ, y también mediante difracción de rayos X. Utilizando el método gráfico de Boltzmann combinado con los resultados de SAXS, la temperatura y la densidad de los electrones en el plasma polvoriento se estiman en ?0.4 eV y ?1019 m3, respectivamente. El análisis del producto de plasma revela nanopartículas de titania en fases cristalinas de anatasa, brookita y rutilo. Estos están dispuestos espacialmente en varias formas esféricas, cúbicas, laminares y de red. Se consideran varias aplicaciones para este proceso de producción de nanopolvos de titania. CV 2015 AIP Publishing LLC.

[http://dx.doi.org/10.1063/1.4926491]

imageJournal of Applied Physics 118, 023302 (2015);

El artículo completo se puede consultar en este enlace.

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