Kiel 2011 – wissenschaftliches Programm
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P: Fachverband Plasmaphysik
P 14: Plasmatechnologie II
P 14.3: Vortrag
Mittwoch, 30. März 2011, 14:45–15:00, HS H
Nichtthermischer Luft-Plasmajet mit Hochgeschwindigkeitsdüse — •Annette Meiners1, Michael Leck1 und Bernd Abel2 — 1HAWK - Hochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen, D-37085 Göttingen — 2Wilhelm-Ostwald-Institut, Universität Leipzig, D-04103 Leipzig
In den letzten Jahren wurden zahlreiche nichtthermische Plasmajets zur Modifizierung oder Beschichtung von Oberflächen entwickelt. Als Arbeitsgase werden typischerweise Edelgase, Stickstoff oder Mischungen dieser Gase mit Sauerstoff verwendet. Mit solchen Jets lassen sich sichtbare Plasmastrahlen bis zu einer Länge von einigen cm erzeugen.
Hier wurde ein nichtthermischer Plasmajet auf Grundlage einer DBE entwickelt, der ausschließlich mit Umgebungsluft betrieben werden kann. Aufgrund des hohen Sauerstoffgehalts ist es jedoch nicht möglich, langreichweitige Plasmastrahlen mit Luft zu erzeugen. Daher war zuvor eine Optimierung äußerer Prozessparameter wie Geometrie und Material des Dielektrikums, Größe des Gasspalts oder auch Gasströmungsgeschwindigkeit unbedingt erforderlich. Die Optimierung erfolgte mit Hilfe optischer Emissionsspektroskopie und elektrischer Messtechnik.
Es konnte gezeigt werden, dass sich insbesondere durch die Wahl eines geeigneten Dielektrikums die Elektronendichte und damit auch die Konzentration reaktiver Spezies bei gleicher äußerer Leistung deutlich erhöhen lässt. Durch die Geometrie der Düse und der damit verbundenen hohen Gasströmungsgeschwindigkeit konnte die Wirksamkeit einer Plasmabehandlung mit dem Jet zusätzlich entscheidend verbessert werden.