Un plasma estable a presión atmosférica para la síntesis a temperaturas extremas

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física del plasma
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• Los plasmas ofrecen entornos de temperatura ultra alta para la síntesis de materiales.
• La fabricación escalable de materiales a granel y de alta temperatura se ve obstaculizada por las limitaciones del plasma, como el volumen limitado, la inestabilidad y la no uniformidad.

Objetivo del estudio:

• Presentar una nueva configuración de plasma para la generación de plasma estable, uniforme y a altas temperaturas.
• Para demostrar la síntesis de materiales extremos utilizando esta nueva tecnología de plasma.

Principales métodos:

• Utilizó una configuración de plasma con electrodos mejorados con punta de fibra de carbono (fibras de carbono largas y cortas orientadas verticalmente).
• Plasma iniciado mediante descarga de micro chispas utilizando fibras de carbono largas a bajo voltaje de descomposición.
• Descarga de carbono en un plasma volumétrico estable utilizando fibras cortas de carbono a presión atmosférica.

Principales resultados:

• Generó un plasma uniforme y estable hasta 8.000 K a presión atmosférica.
• Materiales extremos sintetizados, incluido el carbonitruro de hafnio y aleaciones de metales refractarios, en segundos.
• Flexibilidad y formabilidad demostradas de los electrodos de fibra de carbono para diversas aplicaciones de síntesis.

Conclusiones:

• El nuevo sistema de plasma de electrodos de fibra de carbono supera los desafíos en la síntesis de materiales a alta temperatura.
• Esta tecnología permite la fabricación de plasma electrificado escalable de materiales avanzados, potencialmente alimentados por electricidad renovable.