Application of electric arc and high voltage simultaneous discharges for advanced superficial treatment of metals

  • Ely Dannier Valbuena Niño Universidad Pontificia Bolivariana (UPB); Universidad Industrial de Santander (UIS)
  • Valeriy Dugar-zhabon Universidad Industrial de Santander (UIS)
  • Jaime Dulce Moreno Universidad Francisco de Paula Santander
  • Gabriel Peña Rodríguez Universidad Francisco de Paula Santander
  • Hernán Alfonso Garnica Corporación para la Investigación de la Corrosión CIC; Universidad Industrial de Santander (UIS)
  • Petr Tsygankov Universidad Técnica Estatal de Bauman
Keywords: High voltage discharge, Electric arc vaporizer, Surface treatment, Optical microscopy

Abstract

The three-dimensional ion implantation (3DII) is a plasma method which is developed to treat metal surfaces. This method is realized in the JUPITER (Joint Universal Plasma and Ion Technologies Experimental Reactor) device through a low pressure pulse discharge ignited on the left branch of the Paschen curve. The main objective of the method is to improve the tribological characteristics of metal surfaces. To protect the material surfaces exposed to aggressive media, the JUPITER Device is modified with an installation of an arc electric vaporizer in its chamber. This modification permits to generate the high voltage discharge in the titanium vapor atmosphere. In this work a hybrid discharge (high voltage and electric arc discharges in simultaneous functioning) is studied and the experimental data show that the treatment of the AISI SAE 1020 steel surfaces by titanium ion and atom flows significantly reduce the damages produced by sulfate-reducing bacteria (BSR).

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Author Biographies

Ely Dannier Valbuena Niño, Universidad Pontificia Bolivariana (UPB); Universidad Industrial de Santander (UIS)

M.Sc. en Física, Universidad Industrial de Santander. Docente e Investigador Grupo GINTEP, Universidad Pontificia Bolivariana. Investigador Grupo FITEK, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia

Valeriy Dugar-zhabon, Universidad Industrial de Santander (UIS)

Ph.D. en Física, Universidad Estatal de Moscú. Docente Titular e Investigador Grupo FITEK, Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia

Jaime Dulce Moreno, Universidad Francisco de Paula Santander

Ph.D. en Física, Universidad Industrial de Santander. Docente Titular e Investigador, Grupo GITEC, Universidad Francisco de Paula Santander, Cúcuta, Colombia

Gabriel Peña Rodríguez, Universidad Francisco de Paula Santander

Ph.D. en Ingeniería de Materiales, Instituto Politécnico Nacional. Docente Titular e Investigador, Grupo GITEC, Universidad Francisco de Paula Santander, Cúcuta, Colombia

Hernán Alfonso Garnica, Corporación para la Investigación de la Corrosión CIC; Universidad Industrial de Santander (UIS)

M.Sc.(c) en Física, Universidad Industrial de Santander Profesional. Investigador, Corporación para la Investigación de la Corrosión. Investigador Grupo FITEK, Universidad Industrial de Santander, Piedecuesta, Colombia

Petr Tsygankov, Universidad Técnica Estatal de Bauman

Ph.D. en Física del Plasma, Universidad Técnica Estatal de Bauman. Científico Sénior, Director del Laboratorio de Plasma del Instituto de Ingeniería, Universidad Técnica Estatal de Bauman, Moscú, Rusia

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Published
2014-11-26
How to Cite
Valbuena Niño, E., Dugar-zhabon, V., Dulce Moreno, J., Peña Rodríguez, G., Garnica, H., & Tsygankov, P. (2014). Application of electric arc and high voltage simultaneous discharges for advanced superficial treatment of metals. ITECKNE, 9(1), 14-20. https://doi.org/https://doi.org/10.15332/iteckne.v9i1.2742
Section
Research and Innovation Articles