EL LABORATORIO DE FÍSICA DEL PLASMA Y SU VINCULACIÓN CON EL SECTOR EDUCATIVO Y PRODUCTIVO PARA EL FORTALECIMIENTO Y DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN EN COMPETENCIAS.

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1 EL LABORATORIO DE FÍSICA DEL PLASMA Y SU VINCULACIÓN CON EL SECTOR EDUCATIVO Y PRODUCTIVO PARA EL FORTALECIMIENTO Y DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN EN COMPETENCIAS CIENTÍFICAS A. Devia, D. M. Marulanda, P. A. López Laboratorio de Física del Plasma Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales adevia@epm.net.co

2 Con un trabajo multidisciplinario el equipo de investigación del Laboratorio de Física del Plasma (LAFIP), ha buscado la manera de orientar el desarrollo de las temáticas y la forma de abordarlas en los programas del área de física a nivel de la educación básica, media y superior, combinando este esfuerzo desde un enfoque científico apoyado en la tecnología a la que se tiene acceso, con la idea de lograr la formación integral en los estudiantes, para que puedan convertirse en ciudadanos autónomos y comprometidos con el progreso del país.

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4 Fig. 1 Equipo de Difracción de Rayos X (XRD) Fig. 2 Espectroscopio Infrarrojo por Transformada de Fourier (FTIR) Fig. 3 Espectroscopio de Emisión de Fotoelectrones de Rayos X (XPS) Fig. 4 Microscopio Electrónico de Barrido en Ambiente (ESEM) Fig. 5 Microscopio de Barrido por Sonda (SPM) SECTOR INVESTIGATIVO EQUIPOS ROBUSTOS Equipos de Caracterización de Materiales

5 Equipos para la Producción de Recubrimientos Superficiales Fig. 6 Sistema Automático para Crecimiento de Películas Delgadas por PAPVD Mediante Arco Pulsado Fig. 7 Sistema Automático PAPVD con Fuente de Potencia Controlada. Fig. 8 Sistema de Pulverización Catódica DC para la Producción de Películas Delgadas

6 Fig. 9 Recubrimientos Superficiales Mediante PAPVD Bicapas TiN/ZrNMonocapas (Ti,Al)N Brocas con Recubrimiento TiN

7 Diseño y Construcción de Equipos Industriales y Semi-Industriales PAPVD Fig. 10 Esquema de un Sistema Industrial Monoevaporador ANIMACIÓN

8 SECTOR PRODUCTIVO MADEAL S.A. (Manufacturas de Aluminios) – LAFIP Caracterización y Tratamiento Superficial de los Materiales Utilizados en el Proceso Productivo de Rines de la Empresa MADEAL S.A. por Medio de la Técnica de Arcos Pulsados Repetitivos Asistidos por Plasma. Producción de Películas Delgadas Duras de Recubrimientos de Termopozos CONVENIOS EMPRESAS - LAFIP

9 Industria Licorera de Caldas – LAFIP Caracterización de las Maderas Utilizadas en la Fabricación de Barriles para el Añejamiento de Alcohol Etílico Identificación de Agentes Desconocidos en el Alcohol Etílico Producido por la Industria Licorera de Caldas

10 Centro Nacional de Investigación del Café (CENICAFE) – LAFIP Caracterización Superficial del Epicarpio del Fruto del Café Empleando la Técnica de Microscopia de Fuerza Atómica (AFM)

11 Compañía Manufacturera Andina S.A.– LAFIP Caracterización de la Materia Prima y Evolución de la Misma Durante los Procesos Térmicos para la Elaboración de Machetes y Rulas. Mejoramiento de las Características de Brocas Hss Utilizando Recubrimientos. Mejoramiento de la Calida de las Cachas de Madera

12 Estudio de las Características de Nuevos Recubrimientos Asistidos por Plasma de Arco Pulsado para Mejorar las Propiedades Ofrecidas por el Recubrimiento del Níquel y Cromo. Estudio de las Causas y Características del Desgaste de los Rodillos Utilizados en el Proceso de Manufactura de Machetes.

13 Iderna – LAFIP Análisis Estructural de Troqueles de Embutición para la Optimización del Diseño de Autopartes

14 SECTOR EDUCATIVO EDUCACIÓN PREESCOLAR Mediante la realización de talleres se plantea como objetivo la motivación y aproximación de niños de edad preescolar hacia fenómenos de la naturaleza, buscando despertar su interés en la ciencia a través de la observación, y la experimentación, por medio de una metodología atractiva y divertida para ellos, con prácticas que se desarrollan con elementos sencillos que gracias a la creatividad se conjugan en la demostración de un fenómeno físico.

15 EDUCACIÓN BÁSICA Y MEDIA

16 EDUCACIÓN SUPERIOR Líneas de Profundización Son clases dirigidas a estudiantes decididos a alcanzar la excelencia en una línea investigativa determinada, en este caso relacionada con la física del plasma, desarrollando e integrando un extraordinario equipo de trabajo, aumentando su capacidad de liderazgo en un ambiente científico. El carácter investigativo de las líneas de profundización en física del plasma, permite dinamizar los procesos que generan un constante desarrollo científico y tecnológico, materializado en soluciones de alto nivel de innovación para el sector educativo e industrial.

17 Laboratorios Virtuales Acceso a los equipos de alta tecnología a través de Internet, posibilidad de manejar o monitorear: XRD Osciloscopio Infinium Equipo semi-industrial monoevaporador Equipos de medida Equipos de producción de recubrimientos. Realización de Prácticas Virtuales de Física para colegios y Universidades.

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19 Artículos Internacionales Study of TiN/BN bilayers produced by pulsed arc plasma. Revista Vacuum. 2005. Characterization of bilayer coatings of TiN/ZrN grown using pulsed arc PAPVD. Revista Applied surface science. 2005 Craters formation in a graphite cathode produced by pulsed arc at low pressure. Revista Applied surface science. 2005

20 Study of TiN and Ti/TiN coatings produced by pulsed-arc discharge. Surface and Coatings Technology. Revista Surface and Coatings Technology. 2005. Study of TiN/TiC bilayers produced by plasma assisted vacuum arc at different temperatures, Physica Status Solidi. 2005 On the influence of the annealing process in the W/WC coatings grown by pulsed arc discharge in press

21 Patentes Equipo para la Obtención de Recubrimientos Superficiales Mediante la Generación de Plasmas por Arcos Pulsados, con Monitoreo y Control de Variables. Fuente de Potencia Controlada para Generar Arcos Eléctricos Pulsados Equipo Multicátodo de Arco Pulsado para la Producción de Recubrimientos Duros Mediante Deposición Física de Vapores Asistida por Plasma

22 Reactor Monoevaporador para la Producción de Recubrimientos Funcionales por Arco Pulsado Bajo la Técnica PAPVD Procedimiento para la Obtención de Recubrimientos de Multicapas de TiN/ZrN po PAPVD por Arco Pulsado Procedimiento para Producir Películas de Nitruro de Oro Mediante la Técnica de Deposición Física de Vapores Asistida por Plasma en Arco Pulsado

23 Blanco de Titanio Aluminio para la Producción de Recubrimientos Duros Procedimiento para Determinar Modulo de Young y Nanodureza de Recubrimientos Duros Mediante la Técnica de Microscopia de Barrido por Sonda (SPM)