डीसी ग्लो-डिस्चार्ज प्लाज्मा में SS316 पर कार्बन पतली फिल्म कोटिंग पर उपसरणी तापमान प्रभावों का अध्ययन

टोकामैक रिएक्टरों में, प्लाज्मा-फेसिंग घटकों के लिए कम-Z कोटिंग की आवश्यकता होती है, जैसे कि कार्बन, अशुद्धता उत्पन्न करने को कम करने और प्लाज्मा संदूषक को कम करने के लिए। कोटिंग आमतौर पर संक्षिप्त शटडाउन अवधि के दौरान की जाती है, और संचालन लागत और सीमित रखरखाव विंडो के कारण छोटे जमाव समय को प्राथमिकता दी जाती है। कम जमाव तापमान एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो फिल्म गुणवत्ता को प्रभावित करता है, और यह अध्ययन उच्च गुणवत्ता वाले कार्बन फिल्मों को प्राप्त करने के लिए अनुकूल कम-तापमान स्थिति की जांच करता है। SS316 उपसरणियों का कार्बुराइजिंग सीधे वर्तमान ग्लो-डिस्चार्ज (DCGD) प्लाज्मा द्वारा विभिन्न उपसरणी तापमान पर किया गया। मीथेन और हीलियम को क्रमशः पूर्ववर्ती और बफ़र गैसों के रूप में उपयोग किया गया। 90 मिनट का उपचार समय सभी नमूनों पर लागू किया गया ताकि अपेक्षाकृत छोटे प्रोसेसिंग समय में कोटिंग गुणों पर तापमान के प्रभाव की जांच की जा सके। कोटिंग के आकृति विज्ञान और संरचना को सामान्य और ग्रेज़िंग-इंसिडेंस एक्स-रे डायफ़्रैक्शन (XRD), स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (SEM), ऊर्जा- dispersive एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (EDX; स्पॉट, मैपिंग, और लाइन-स्कैन मोड), और रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके वर्णित किया गया। 100 °C पर रमन स्पेक्ट्रम एक अमॉर्फ हाइड्रोजनीकृत कार्बन परत को दर्शाता है जिसमें sp³ /sp² बैंड अनुपात 0.53 है, जो अन्य जांच किए गए तापमान पर नहीं देखी गई। खुली नमूनों पर सफेद सतह कण देखे गए; EDX स्पॉट और लाइन-स्कैन विश्लेषणों ने पुष्टि की कि ये विशेषताएँ कार्बन-समृद्ध यौगिक हैं। सामान्य और ग्रेज़िंग-इंसिडेंस XRD विश्लेषण ने उपचारित परत में S-फेज की छोटी मात्रा के निर्माण को दिखाया। इन परिणामों के आधार पर, टोकामैक की पहली दीवार के लिए अनुकूल कार्बन जमाव तापमान को 300 °C के रूप में पहचाना गया। • SS316 को मीथेन DC ग्लो-डिस्चार्ज प्लाज्मा द्वारा कार्बुराइज किया गया। • 100–500 °C पर 90 मिनट के लिए कार्बन कोटिंग जमा की गई। • संरचनागत विकास का अध्ययन XRD, SEM, EDX, और रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके किया गया। • कम तापमान पर हाइड्रोजनीकृत अमॉर्फ कार्बन का गठन हुआ। • सीमित S-फेज निर्माण और सतह क्रिस्टलाइट परिशोधन का अवलोकन किया गया। • 300 °C पर एक समान कार्बोनाइज्ड परत प्राप्त की गई।