Estudo de descargas a corrente continua em misturas N2-H2

Abstract

O estudo de descargas elétricas em nitrogênio e em misturas N2 - M, onde M = O2, H2,..., tem merecido especial atenção nos últimos anos, pela sua importância na compreensão dos processos de lasers e na otimização do tratamento de superfícies em reatores a plasmas. No que se refere a descargas em misturas N2 - H2, estudos têm sido realizados, particularmente, em reatores de nitretação do ferro. É verificado que a presença do hidrogênio torna o método mais eficiente. No entanto, a complexibilidade dos processos físico-químicos que ocorrem nestes reatores, dificultam uma melhor compreensão das reações entre as diversas espécies presentes na descarga. Este trabalho constitui-se em um primeiro passo no sentido de elucidar a cinética dos elétrons, dos íons e das moléculas, em misturas N2 - H2, partindo do estudo da coluna positiva de descargas luminescentes a corrente contínua. No intervalo de pressões de 0,20 a 1,05 torr e correntes máximas de 50mA, estudamos a evolução do módulo do campo elétrico axial e da intensidade de bandas, tanto do segundo sistema positivo quanto do primeiro sistema negativo do nitrogênio, com a concentração de hidrogênio na mistura. Observamos que o módulo do campo elétrico axial aumenta ligeiramente com a concentração de hidrogênio, até 5% da pressão total, tendendo à saturação. Verificamos também, que as intensidades das bandas do segundo sistema positivo aumentam e que a do primeiro sistema negativo diminue com a presença de hidrogênio na descarga. Propomos então, um modelo cinético como uma tentativa inicial de explicar os resultados obtidos.