Contribution à l'étude de la réactivité de surface : réalisation d'un spectromètre de masse à temps de vol et détermination des coefficients de transport

Discipline

Matériaux Céramiques et Traitements de Surface

Classification

Technologie (Sciences appliquées),

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

plasmas, simulation numérique, spectroscopie, gaz

Mots-clés

Spectrométrie de masse à temps de vol - Thèses et écrits académiques,

Azote - Thèses et écrits académiques,

Plasmas (gaz ionisés) - Thèses et écrits académiques,

Réactivité (chimie) - Thèses et écrits académiques

Dans ces travaux de recherche nous avons conçu, réalisé et mis en fonctionnement un spectromètre de masse à temps de vol destiné à étudier les espèces présentes dans des sources à plasma pulsé. Le logiciel de simulation de trajectoire de particules chargées Simion a été utilisé, ce qui a notamment permis de déterminer la tension à appliquer aux vingt électrodes du dispositif. Dans cet instrument, les ions sont créés par impact électronique (énergie des électrons 70 eV) et sont accélérés à 1 kV. La distance de vol parcourue s'élève à 1,3 m. Un spectre de masse de l'atmosphère résiduelle obtenu à une pression de 10-5 mbar est présenté, cinq espèces sont majoritairement détectées. La résolution estimée est d'environ 500 à la masse 30. Parallèlement, à ces travaux expérimentaux, des calculs sur les coefficients de transport ont été menés. Une base e/ C/N/O a été établie dans des plasmas à hautes températures et pour différentes pressions. De plus, il a été montré que les états excités de l'azote atomique sur les propriétés de transport de l'azote influencent le calcul de ces propriétés.