Analyse et comportements des particules créées dans un plasma radiofréquence basse pression en mélange méthane/azote PDF Download
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Book Description
Ce travail de thèse porte sur la synthèse et la caractérisation de poudres dans les plasmas radiofréquence basse pression de méthane et méthane-azote. Nous avons étudié le rôle du pourcentage d’azote dans le mélange gazeux sur la formation et la structure chimique des particules carbonées. Nous avons analysé l’influence du comportement des particules sur les caractéristiques électriques du plasma. Alors que l’incorporation d’une faible quantité d’azote au sein d’un plasma de méthane retarde la formation des particules sans modifier leur comportement au sein de la décharge, une plus grande incorporation d’azote ([N2]>30%) favorise la création des particules, modifie leur comportement au sein de la décharge et conduit à un phénomène de multi-génération pour les plasmas les plus riches en azote ([N2]>70%). Pour un mélange gazeux particulier de 30%CH4/70%N2, nous avons aussi mis en évidence la présence d’instabilités macroscopiques correspondant à un phénomène d’interactions électrostatiques entre les nuages de particules en limite de gaine cathodique et anodique. Les phénomènes de multi-générations et d’instabilités ont été corrélés avec les variations des caractéristiques électriques du plasma. Différentes techniques d’analyses (MEB, FTIR, XPS, EDAX) sont utilisées pour mettre en évidence les modifications de la taille, de la morphologie et de la composition chimique des particules. Ces analyses nous ont permis de mettre en évidence l’émergence de liaisons azotées CN (simples, doubles et triples) et NH. Pour des mélanges 10%CH4/90%N2 nous avons mesuré un rapport N/C proche de 0,5. Cette forte incorporation d’azote entraîne une graphitisation de la structure des particules.
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Ce travail de thèse porte sur la synthèse et la caractérisation de poudres dans les plasmas radiofréquence basse pression de méthane et méthane-azote. Nous avons étudié le rôle du pourcentage d’azote dans le mélange gazeux sur la formation et la structure chimique des particules carbonées. Nous avons analysé l’influence du comportement des particules sur les caractéristiques électriques du plasma. Alors que l’incorporation d’une faible quantité d’azote au sein d’un plasma de méthane retarde la formation des particules sans modifier leur comportement au sein de la décharge, une plus grande incorporation d’azote ([N2]>30%) favorise la création des particules, modifie leur comportement au sein de la décharge et conduit à un phénomène de multi-génération pour les plasmas les plus riches en azote ([N2]>70%). Pour un mélange gazeux particulier de 30%CH4/70%N2, nous avons aussi mis en évidence la présence d’instabilités macroscopiques correspondant à un phénomène d’interactions électrostatiques entre les nuages de particules en limite de gaine cathodique et anodique. Les phénomènes de multi-générations et d’instabilités ont été corrélés avec les variations des caractéristiques électriques du plasma. Différentes techniques d’analyses (MEB, FTIR, XPS, EDAX) sont utilisées pour mettre en évidence les modifications de la taille, de la morphologie et de la composition chimique des particules. Ces analyses nous ont permis de mettre en évidence l’émergence de liaisons azotées CN (simples, doubles et triples) et NH. Pour des mélanges 10%CH4/90%N2 nous avons mesuré un rapport N/C proche de 0,5. Cette forte incorporation d’azote entraîne une graphitisation de la structure des particules.
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L'ETUDE DE LA FORMATION ET DU COMPORTEMENT DES PARTICULES DANS LES PLASMAS CONNAIT ACTUELLEMENT DES DEVELOPPEMENTS IMPORTANTS. L'APPARITION DE PARTICULES DANS LES PROCEDES PLASMAS CONSTITUE SOUVENT UN PHENOMENE DE POLLUTION. INVERSEMENT LES PLASMAS POUDREUX PEUVENT ETRE UTILISES POUR LA SYNTHESE DE MATERIAUX NOUVEAUX. CETTE THESE EST UNE CONTRIBUTION A L'ETUDE DES PLASMAS POUDREUX DANS LE CAS D'UN REACTEUR RF ET DU MELANGE ARGON SILANE. DANS CE TRAVAIL UNE ATTENTION PARTICULIERE A ETE APPORTEE AUX DIAGNOSTICS DE MESURES ELECTRIQUES ET OPTIQUES. A PARTIR DE L'OBSERVATION DE LA REPARTITION SPATIALE DES PARTICULES NOUS AVONS DEDUIT LES MECANISMES DE PIEGEAGE ET LES FORCES S'EXERCANT SUR CES PARTICULES. LA DIFFUSION DE LA LUMIERE NOUS A PERMIS, A PARTIR DES THEORIES DE RAYLEIGH ET DE MIE D'OBTENIR DES INFORMATIONS SUR L'EVOLUTION TEMPORELLE DE LEUR TAILLE, DE LEUR DENSITE ET DE LEUR INDICE DE REFRACTION. NOUS AVONS EGALEMENT MIS EN EVIDENCE, GRACE A DES MESURES ELECTRIQUES ET SPECTROSCOPIQUES QUE LA PRESENCE DE PARTICULES S'ACCOMPAGNE D'UNE AUGMENTATION DE LA PUISSANCE COUPLEE AU PLASMA. UNE METHODE ORIGINALE DE CONFINEMENT, DANS UN PLASMA D'ARGON, DE PARTICULES CREEES DANS UN PLASMA ARGON SILANE, A PERMIS DE SIMPLIFIER L'INTERPRETATION ET LA MODELISATION DES PHENOMENES. CETTE MODELISATION A ETE REALISEE AVEC L'EQUIPE DE J. P. BUF A TOULOUSE. L'ETUDE DE L'INTERACTION PARTICULE-PLASMA A PERMIS D'ESTIMER LE POTENTIEL FLOTTANT ET LA CHARGE PORTEE PAR LES PARTICULES AINSI QUE LES TAUX DE PERTES D'ELECTRONS ET D'IONS POSITIFS. CES RESULTATS ONT ETE UTILISES DANS UN MODELE MACROSCOPIQUE DE LA DECHARGE DE MANIERE A OBTENIR SES CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES. LA COMPARAISON MODELE ET EXPERIENCE S'AVERE TRES SATISFAISANTE ET PROUVE LA VALIDITE DU MODELE D'INTERACTION PARTICULE-PLASMA
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CE TRAVAIL PORTE SUR DIFFERENTS ASPECTS DE PHYSIQUE ET DE PHYSICO-CHIMIE ASSOCIES A LA GENERATION DE POUDRES DANS LES DECHARGES RADIOFREQUENCES (RF) BASSE PRESSION EN MELANGE ARGON-SILANE. CE PHENOMENE CONSTITUE UNE SOURCE DE CONTAMINATION RECONNUE RECEMMENT COMME TRES CRITIQUE DANS LES PROCEDES DE TRAITEMENT DE SURFACES UTILISES DANS L'INDUSTRIE DE LA MICRO-ELECTRONIQUE (CIRCUITS INTEGRES) ET DE LA MACRO-ELECTRONIQUE (ECRAN PLAT DE VISUALISATION). UN REACTEUR, EQUIPE D'UN ENSEMBLE DE DIAGNOSTICS, A ETE SPECIALEMENT CONCU POUR CETTE ETUDE. IL EST DECRIT EN DETAIL DANS LA PREMIERE PARTIE DE CETTE THESE. LA SECONDE PARTIE EST CONSACREE A L'ETUDE DE L'APPARITION ET DE LA CROISSANCE DES PARTICULES PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE EN TRANSMISSION ET A TRAVERS L'ANALYSE DE LEUR MORPHOLOGIE. CINQ DIFFERENTES PHASES DANS LA CROISSANCE ONT ETE IDENTIFIEES. CETTE ETUDE EST COMPLETEE PAR LA MISE EN UVRE D'UN NOUVEAU DIAGNOSTIC, BASE SUR L'EVAPORATION PAR LASER DES PARTICULES, PERMETTANT LA DETECTION DES PREMIERES CRISTALLITES QUI APPARAISSENT DANS LE PLASMA. LA TROISIEME PARTIE EST QUANT A ELLE DEVOLUE A LA CARACTERISATION DU PLASMA EN PRESENCE ET EN L'ABSENCE DE POUDRES. DE MEME QUE NOUS AVONS FOCALISE NOTRE INTERET SUR LE COMPORTEMENT COLLECTIF DU NUAGE DE PARTICULES DANS LE PLASMA
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La nécessité de réduire la formation de polluants tels que les oxydes d'azote et les particules de suie a conduit à étendre le domaine paramétrique des moteurs à combustion interne vers des mélanges en carburant plus pauvres et des températures de flamme moins élevées. Ces modifications entraînent des instabilités de combustion, qui pourraient être considérablement réduites grâce à la mise en œuvre contrôlée de décharges nanosecondes "ou plasma froids", qui suscitent un intérêt grandissant. L'étude réalisée dans ce mémoire s'inscrit dans un contexte original de combustion basse température assistée par plasma froid et a impliqué la collaboration entre le laboratoire Physicochimie des Processus de Combustion de l'Atmosphère de l'Université de Lille et le Laboratoire de Physique des Plasmas de l'Ecole Polytechnique de Palaiseau. Lors de ces travaux, une décharge nanoseconde à barrière diélectrique (DBD) a été utilisée dans le but d'initier la combustion pour des pressions comprises entre 1 et 19 bar au sein de la Machine à Compression Rapide (MCR) de Lille. Les expériences ont été effectuées pour différents carburants (méthane, n-butane, n-heptane) dilués dans de l'argon et du diazote afin d'atteindre des températures de cœur comprises entre 620 et 1000K. L'imagerie de l'émission de la décharge à barrière diélectrique, réalisée au moyen d'une caméra intensifiée, montre que la morphologie de la décharge dépend de la pression, avec une transition entre une décharge volumétrique à basse pression vers une décharge surfacique à haute pression. Pour le méthane et le n-butane, une réduction significative du délai d'inflammation a été observée quand la tension à l'électrode est supérieure à une tension seuil. En dessous de cette tension seuil le système a le même comportement que lors d'une auto-inflammation. L'effet de la tension à l'électrode (amplitude et polarité) sur le délai d'inflammation a aussi été étudié. Dans ces conditions plus l'énergie déposée augmente plus la vitesse de dégagement de chaleur augmente. Ces résultats ont été comparés à ceux obtenus par imagerie rapide et ont montré la propagation d'un front de flamme de l'électrode vers le piston. Dans le cas du n-heptane, on constate que lorsque l'énergie déposée par la décharge augmente, trois régimes se succèdent : à basse énergie le mélange ne subit aucune inflammation, puis un régime présentant une flamme froide induite par plasma sans inflammation est obtenu pour des tensions comprises entre 34 et 42 kV, enfin une inflammation rapide est observée pour les plus hautes énergies. Une comparaison des espèces chimiques formées dans une flamme froide spontanée et une flamme froide induite par plasma a été effectuée. Le prélèvement et l'analyse GC/MS des intermédiaires stables produit durant la flamme froide montre une similitude entre les produits formés entre les deux cas.
Author: S. DOUGLAS.. MARCUM Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 318
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ETUDE DU TRANSFERT D'ENERGIE PAR LE PROCEDE DES COLLISIONS RADIATIVES, D'ATOMES D'HELIUM METASTABLE VERS LES MOLECULES D'AZOTE A L'ETAT FONDAMENTAL DANS LA POST-DECHARGE D'UN PLASMA HELIUM-AZOTE. LES TECHNIQUES EMPLOYEES CONSISTENT EN L'ANALYSE DES EMISSIONS SPONTANEES SUIVANTES: HE(2**(3)S)+N::(2)(X, V=0)->HE(1**(1)S)+(N::(2)**(R)(B, V'=4,5)->N::(2)**(R)(X, V'')+OMEGA ), OU R INDIQUE LES ETATS DE RYDBERG DE L'AZOTE HAUTEMENT EXCITES. COMME LES ETATS DE RYDBERG LES PLUS BAS SONT AUTOIONISABLES, L'EFFET TOTAL DE LA COLLISION RADIATIVE EST IDENTIQUE A CELUI DE L'IONISATION PENNING OU LES ETATS DE RYDBERG SONT DES ETATS INTERMEDIAIRES. LES RESULTATS APPORTENT UN SUPPORT DE VALIDITE AU MODELE D'UN AMPLIFICATEUR LASER SUR DES COLLISIONS RADIATIVES.
Author: Agnes Buka Publisher: World Scientific ISBN: 1848167997 Category : Science Languages : en Pages : 299
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The book intends to give a state-of-the-art overview of flexoelectricity, a linear physical coupling between mechanical (orientational) deformations and electric polarization, which is specific to systems with orientational order, such as liquid crystals. Chapters written by experts in the field shed light on theoretical as well as experimental aspects of research carried out since the discovery of flexoelectricity. Besides a common macroscopic (continuum) description the microscopic theory of flexoelectricity is also addressed. Electro-optic effects due to or modified by flexoelectricity as well as various (direct and indirect) measurement methods are discussed. Special emphasis is given to the role of flexoelectricity in pattern-forming instabilities. While the main focus of the book lies in flexoelectricity in nematic liquid crystals, peculiarities of other mesophases (bent-core systems, cholesterics, and smectics) are also reviewed. Flexoelectricity has relevance to biological (living) systems and can also offer possibilities for technical applications. The basics of these two interdisciplinary fields are also summarized.
Author: Donald L. Smith Publisher: McGraw Hill Professional ISBN: 9780070585027 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 648
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Author: Ann M. Martin Publisher: Scholastic Inc. ISBN: 1338057812 Category : Juvenile Fiction Languages : en Pages : 76
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From the bestselling author of the generation-defining series The Baby-sitters Club comes a series for a new generation! Yikes, My Bike! Karen is learning all about bike safety in school. She is even going to enter a bike-a-thon. But Karen’s bike is too small for her. So with Daddy’s help, Karen buys a new bike. Then Karen’s new bike is stolen. Can Karen catch the thief and get her bike back?
Author: F. Moriarty Publisher: ISBN: Category : Science Languages : en Pages : 324
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Monitoring persistent organic pollhitants; exposure and residues; variationin the intake and elimination of pollutants; the role of the thy roid in the production of sublethal effec by organochlorine insecticides and polychlorine insecticides on amimal populations; persistent percides an economic and legal analysis.
Author: Jérémy Pereira
Author: Jérémy Pereira
Author: Pascal Lasgorceix
Author: Jean-Philippe Blondeau
Author: Lai͏̈fa Boufendi
Author: Mohamed Amine Boumehdi
Author: S. DOUGLAS.. MARCUM
Author: Agnes Buka
Author: Donald L. Smith
Author: Ann M. Martin
Author: F. Moriarty