Atmosfærisk trykkplasma - Atmospheric-pressure plasma
Atmosfærisk trykkplasma (eller AP-plasma eller normalt trykkplasma ) er et plasma der trykket tilnærmet stemmer overens med den omgivende atmosfæren - det såkalte normale trykket.
innhold
Teknisk betydning
Plasmer med atmosfærisk trykk har en fremtredende teknisk betydning fordi det i motsetning til plasma med lavt trykk eller høyt trykk ikke er nødvendig med noen reaksjonsbeholder for å sikre at opprettholdelsen av et trykknivå som avviker fra atmosfæretrykket. Avhengig av generasjonsprinsippet kan følgelig disse plasmaene brukes direkte i produksjonslinjen. Behovet for kostnadsintensive kamre for å produsere et delvis vakuum som brukt i plasma med lavt trykk, elimineres.
Plasmagenerering
Ulike former for eksitasjon skilles:
- AC ( vekselstrøm ) eksitasjon
- DC ( likestrøm ) og lavfrekvent eksitasjon
- Spenning ved hjelp av radiobølger
- Mikrobølge- eksitasjon
Plasmer med atmosfærisk trykk som har oppnådd en hvilken som helst bemerkelsesverdig industriell betydning, er de som er generert av DC-eksitasjon ( elektrisk lysbue ), AC-eksitasjon ( korona-utladning , dielektrisk barriereutladning , piezoelektrisk direkte utladning og plasmadyser samt 2,45 GHz mikrobølgeovnplasma).
Driftsprinsipp for en DC plasma jet
Ved hjelp av en høyspenningsutladning (5–15 kV, 10–100 kHz) genereres en pulserende elektrisk lysbue. En prosessgass, vanligvis oljefri komprimert luft som strømmer forbi denne utladningsseksjonen, blir eksitert og omdannet til plasmatilstanden. Dette plasmaet passerer deretter gjennom et jethode for å komme til overflaten av materialet som skal behandles. Strålehodet har jordpotensial og holder på denne måten i stor grad tilbake potensialbærende deler av plasmastrømmen. I tillegg bestemmer den geometrien til den fremvoksende strålen.
Driftsprinsipp for en mikrobølge-plasma jet
Basert på transistorforsterkere brukes opp til 200 W effekt RF (radiofrekvens) og mikrobølgeovnskilder for å generere en mikrobølge-plasma. De fleste løsningene fungerer på 2,45 GHz. I mellomtiden er en teknologi utviklet som gir tenningen på den ene siden og den høye effektive operasjonen på den andre siden med det samme elektroniske og parnettverket. Denne typen plasma-trykk i atmosfæren er annerledes. Plasmaet er bare toppen av elektroden. Det var grunnen til at byggingen av en kanylejet var mulig.
applikasjoner
Plasmasjet brukes blant annet i industrien for å aktivere og rengjøre plast- og metalloverflater før liming og malingsprosesser. Til og med arkmaterialer med behandlingsbredde på flere meter kan behandles i dag ved å justere et stort antall jetfly på rad. Ved å gjøre dette kan modifiseringen av overflaten oppnådd ved hjelp av plasmastråler sammenlignes med virkningene oppnådd med plasma med lavt trykk.
Avhengig av kraften i strålen, kan plasmastrålen være opptil 40 mm lang og oppnå en behandlingsbredde på 15 mm. Spesielle rotasjonssystemer tillater en behandlingsbredde per jet verktøy på opptil 13 cm. Avhengig av den nødvendige behandlingsytelsen, blir plasmakilden flyttet i en avstand på 10–40 mm og med en hastighet på 5–400 m / min i forhold til overflaten til materialet som skal behandles.
En sentral fordel med dette systemet ligger i dets evne til å bli integrert i nettet. Dette betyr at det vanligvis kan installeres uten problemer i eksisterende produksjonssystemer. I tillegg er oppnåelig aktivering tydelig høyere enn i potensielt baserte forbehandlingsmetoder (koronautladning).
Det er mulig å belegge varierte overflater ved hjelp av denne teknikken. Således kan antikorrosive lag og vedheftelsesfremmende lag påføres mange metaller uten bruk av løsningsmidler og følgelig på en miljøvennlig måte.
Se også
- Laser Schlieren Deflectometry
- Liste over plasma (fysikk) artikler
- Dielektrisk barriereutladning
- Plasma blyant
referanser
- ^ Wolf, Rory A., Atmospheric Pressure Plasma for Surface Modification, Wiley, 2012
- ^ Fazeli, M.; Florez, J .; Simão, R. (9. november 2018). "Forbedring av vedheft av cellulosefibre til den termoplastiske stivelsesmatrisen ved modifikasjon av plasmabehandling" . Kompositter Del B: Ingeniørvitenskap . 163 . doi : 10.1016 / j.compositesb.2018.11.048 .
- ^ Heuermann, Holger; et al. (Juni 2012). Ulike applikasjoner og bakgrunn på 10-200W 2,45GHz mikroplasma . 60. internasjonalt mikrobølgeovnsymposium. Bibcode : 2012imsd.conf59386H . doi : 10.1109 / MWSYM.2012.6259386 .
- ^ Noeske M., Degenhardt J., Strudhoff S., Lommattzsch U .: Plasmadetbehandling av fem polymerer ved atmosfærisk trykk: Overflatemodifikasjoner og relevansen for heft; International Journal of Adhesion and Adhesives; 24 (2) 2004, s. 171–177
- ^ Buske C., Förnsel P .: Vorrichtung zur Plasmabehandlung von Oberflächen (Enhet for plasmabehandling av overflater); EP 0986939
- Tendero C., Tixier C., Tristant P., Desmaison J., Leprince P .: Atmosfærisk trykkplasma: En gjennomgang; Spectrochimica Acta Del B: Atomic Spectroscopy; Bind 61, utgave 1, januar 2006, s. 2–30.
- Förnsel P .: Vorrichtung zur Oberflächen-Vorbehandlung von Werkstücken (Enhet for overflatebehandling av arbeidsstykker); DE 195 32 412
Eksterne linker
- EU-IP4Plasma e-learning portal : Grunnleggende fakta om den fjerde tilstanden i saken og dens tekniske bruk
- Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM): Plasmatechnik und Oberflächen (Plasmateknologi og overflater) - PLATO
- Leibniz Institute for Plasma Science and Technology (INP Greifswald eV)
- Generering av atmosfærisk plasma og effekt på overflater - Flash-animasjoner
- Pulsed Atmospheric Arc Technology
- Atmosfærisk plasmabehandling forklares på enkle vilkår fra den britiske produsenten Henniker Plasma
- Plasmatreat US LP: Atmosfærisk plasmabehandling
- Grunnleggende om mikrobølgedrevet atmosfærisk plasma