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@PhDThesis{SilvaJúnior:2017:ImIôIm,
               author = "Silva J{\'u}nior, Ata{\'{\i}}de Ribeiro da",
                title = "Implanta{\c{c}}{\~a}o i{\^o}nica por imers{\~a}o em plasma de 
                         a{\c{c}}o inox, PZT e pol{\'{\i}}meros para 
                         aplica{\c{c}}{\~a}o espacial",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2017",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2016-09-01",
             keywords = "3IP no modo lote, pulsador Blumlein, pulsador de alta voltagem, 
                         implanta{\c{c}}{\~a}o i{\^o}nica por imers{\~a}o em plasma, 
                         diel{\'e}tricos, PIII in batch mode, HV Blumlein pulser, plasma 
                         immersion ion implantation, Batch processing, dieletrics.",
             abstract = "O processamento de Implanta{\c{c}}{\~a}o I{\^o}nica por 
                         Imers{\~a}o em Plasma (3IP) no modo de lote foi testado com 
                         sucesso utilizando um pulsador fabricado no Brasil. Este tipo de 
                         tratamento de v{\'a}rias pe{\c{c}}as ao mesmo tempo ou em lote 
                         j{\'a} foi usado em outras t{\'e}cnicas de tratamento de 
                         superf{\'{\i}}cies semelhantes como a nitreta{\c{c}}{\~a}o. O 
                         tratamento 3IP em lote com {\'a}rea e massa significativas 
                         mostrou que a uniformidade do tratamento pode ser um complicador e 
                         este tipo de tratamento tem sido necess{\'a}rio para que se possa 
                         qualificar pe{\c{c}}as com aplica{\c{c}}{\~a}o espacial. A 
                         pot{\^e}ncia requerida do pulsador ou da fonte de plasma pode ser 
                         muito alta para se manter uma boa uniformidade no tratamento em 
                         lote. Para minimizar tal requerimento de pot{\^e}ncia, foi 
                         implementado um cintur{\~a}o de filamento quente como fonte de 
                         el{\'e}trons pr{\'o}ximo das pe{\c{c}}as no processo 3IP por 
                         descarga luminescente, melhorando a uniformidade do tratamento das 
                         pe{\c{c}}as de forma satisfat{\'o}ria. Outra t{\'e}cnica usando 
                         um suporte tubular como fonte de plasma tamb{\'e}m foi testada e 
                         implementada com sucesso. Esta t{\'e}cnica concentra o plasma, 
                         usando efeito semelhante ao do catodo oco, reduzindo o efeito da 
                         pot{\^e}ncia limitada e permitindo excelentes resultados de 3IP 
                         de nitrog{\^e}nio em pe{\c{c}}as de a{\c{c}}o inox. A nova 
                         t{\'e}cnica desenvolvida, permite ainda tratar somente a parte 
                         que requer a modifica{\c{c}}{\~a}o por 3IP, otimizando o 
                         processo. Em paralelo, pe{\c{c}}as que n{\~a}o podem sofrer 
                         grandes aquecimentos e por isso precisam de alta energia de 
                         implanta{\c{c}}{\~a}o, pois n{\~a}o disp{\~o}e de difus{\~a}o 
                         t{\'e}rmica no processo devido {\`a} baixa temperatura 
                         alcan{\c{c}}ada, foram testadas usando um pulsador do tipo 
                         Blumlein. Para isso, uma reformula{\c{c}}{\~a}o do pulsador 
                         Blumlein j{\'a} existente foi realizada para alterar a 
                         tens{\~a}o de 120 kV (nominal) de sa{\'{\i}}da para menos de 30 
                         kV, permitindo deste modo aumentar a dura{\c{c}}{\~a}o do pulso 
                         de 1,0 µs para cerca de 5,0 µs. A dura{\c{c}}{\~a}o do pulso 
                         maior que 1 µs possibilita que uma maior fra{\c{c}}{\~a}o dos 
                         {\'{\i}}ons alcancem o mais alto potencial en{\'e}rgico 
                         poss{\'{\i}}vel de implanta{\c{c}}{\~a}o, aumentando a 
                         efici{\^e}ncia da implanta{\c{c}}{\~a}o nas 
                         superf{\'{\i}}cies dos materiais e reduzindo o tempo de 
                         tratamento total necess{\'a}rio. Neste sistema, foram tratados 
                         componentes eletr{\^o}nicos do tipo PZT no modo lote para uso em 
                         linhas de transmiss{\~a}o n{\~a}o linear (LTNL). O PZT foi 
                         tratado para corrigir um problema de ades{\~a}o do filme de prata 
                         usado como eletrodo em suas faces e que delaminava durante o 
                         processo de soldagem. O tratamento 3IP melhorou a ancoragem do 
                         filme ao substrato e reduziu o efeito do choque t{\'e}rmico, 
                         permitindo a soldagem correta do componente na placa de circuito 
                         da LTNL. Diel{\'e}tricos polim{\'e}ricos (UHMPE e PMMA) 
                         tamb{\'e}m foram tratados por 3IP no modo lote para melhorar a 
                         resist{\^e}ncia superficial {\`a} descarga el{\'e}trica. As 
                         altera{\c{c}}{\~o}es provocadas nas cadeias dos 
                         pol{\'{\i}}meros aumentaram a rugosidade e alteraram as 
                         caracter{\'{\i}}sticas de energia superficial e molhabilidade do 
                         material. Como consequ{\^e}ncia, as propriedades el{\'e}tricas 
                         superficiais tamb{\'e}m foram alteradas de maneira positiva. 
                         ABSTRACT: Plasma immersion ion implantation (PIII) in batch 
                         processing mode has been successfully tested using a pulser 
                         manufactured in Brazil. This type of treatment of several parts at 
                         the same time or batch processing is already used in other similar 
                         techniques of surface treatments as nitriding. PIII treatment of 
                         larger areas and on several pieces of significant mass showed that 
                         the uniformity of the treated parts can be a complicating factor. 
                         The power requirement for the pulser may be too high to maintain 
                         good uniformity in batch processing. To minimize the effect of the 
                         limited power of the pulser, a hot filament belt is implemented as 
                         a source of electrons next to the parts during PIII glow discharge 
                         process, improving reasonably the uniformity of the treated parts. 
                         Another technique using a tubular support as a plasma source was 
                         also tested and successfully implemented. This technique allows to 
                         confine the plasma, using effect similar to the hollow cathode 
                         plasma and to increase the density, hence enabling excellent 
                         results of nitrogen PIII on stainless steel parts. Furthermore, 
                         this new technique developed allows treating only the part that 
                         requires modification by PIII, optimizing the process. In 
                         parallel, parts that cannot undergo much heating therefore need 
                         higher energy implantation, as no thermal diffusion occurs in the 
                         process, and were tested using a Blumlein pulser type. For this, a 
                         redesign of a Blumlein pulser was performed to change its output 
                         voltage from 120 kV (nominal) to less than 30 kV. On the other 
                         hand, there was an increasing in the pulse duration from 1.0 
                         \μs to about 5.0 \μs. The pulse duration greater than 
                         1 \μs allows a greater fraction of the ions to reach the 
                         highest energetic potential possible, increasing the efficiency of 
                         the implantation on surfaces of materials and reducing the total 
                         time required by the process. In this system, electronic 
                         components were treated to use in nonlinear transmission lines 
                         (LTNL). PZT was treated to improve adhesion of the silver film 
                         used as electrode during the welding process. The PIII treatment 
                         improved anchoring of the film to the substrate and reduced the 
                         thermal shock effect, allowing soldering of the component in the 
                         LTNL circuit board. Polymeric dielectric samples (UHMWPE and PMMA) 
                         have been treated by PIII in batch mode to improve the surface 
                         resistance to the electrical discharges. The changes on the 
                         polymer chains after treatment increased the surface roughness and 
                         modified the characteristics of surface energy and wettability of 
                         the material. As a result, the surface electrical properties of 
                         the polymer were also improved.",
            committee = "Ueda, Mario (presidente/orientador) and Rossi, Jos{\'e} Osvaldo 
                         (orientador) and Berni, Luiz Angelo and Oliveira, Rog{\'e}rio de 
                         Moraes and da Silva, Maria Margareth and Pessoa, Rodrigo Savio",
           copyholder = "SID/SCD",
         englishtitle = "Plasma immersion ion implantation of stainless steel, PZT and 
                         polimers for spatial aplications",
             language = "pt",
                pages = "192",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3MA734E",
                  url = "http://urlib.net/rep/8JMKD3MGP3W34P/3MA734E",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "29 nov. 2020"
}


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