Kaltes Plasma für die Oberflächenbehandlung
Im Zentrum von Sternen findet man Plasmen häufig – auf der Erde kommen die elektrisch geladenen Gasgemische nur selten vor, zum Beispiel in Blitzentladungen oder Polarlichtern. Man kann jedoch mit großer Hitze oder hohen elektrischen Spannungen nachhelfen. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik haben jetzt kalte Plasmen erzeugt und sie für die Oberflächenbehandlung temperaturempfindlicher Materialien genutzt.
Im Zentrum von Sternen findet man Plasmen häufig – auf der Erde kommen die elektrisch geladenen Gasgemische nur selten vor, zum Beispiel in Blitzentladungen oder Polarlichtern. Man kann jedoch mit großer Hitze oder hohen elektrischen Spannungen nachhelfen. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik haben jetzt kalte Plasmen erzeugt und sie für die Oberflächenbehandlung temperaturempfindlicher Materialien genutzt. Dank einer neuartigen Technik waren dabei Vertiefungen oder Hinterschneidungen kein Problem mehr – der Disc-Jet kommt überall hin.
Plasmen werden in der Industrie schon lange eingesetzt, um Oberflächen zu reinigen oder so zu bearbeiten, dass Materialien wie Lacke oder Klebstoffe besser darauf halten. Der Vorteil: Eine Vorbehandlung mit Lösungsmitteln ist nicht mehr nötig – das spart Geld und ist umweltfreundlich. Bisher konnten aber nur ebene Flächen so behandelt werden, über Vertiefungen, Hohlräume oder ähnliches glitt das Plasma einfach hinweg.
Die Forscher haben jetzt zwei Plasmaverfahren, den Plasmajet und die Gleitentladung, miteinander kombiniert. Damit können auch dreidimensionale Oberflächen effektiv bearbeitet werden. Der Trick hinter dem „kalten Plasma“ ist, dass zur Plasmabildung eine Wechselspannung verwendet wird. Die (sehr hohe) Spannung sorgt dafür, dass negativ geladene Elektronen die Atomhülle verlassen, die größeren, positiv geladenen Ionen bleiben zurück: Das Gas wird elektrisch leitend und ist damit zum Plasma geworden. Weil die Elektroden ständig ihre Polarität wechseln, bewegen sich die „schweren“ Ionen kaum und setzen deshalb wenig Energie in Wärme frei. Die Temperatur lässt sich auf diese Weise niedrig auf 30 bis 60 Grad halten – optimal für die Behandlung von hitzeempfindlichen Materialien wie Kunststoffen oder Holz.
Plasmen werden in der Industrie schon lange eingesetzt, um Oberflächen zu reinigen oder so zu bearbeiten, dass Materialien wie Lacke oder Klebstoffe besser darauf halten. Der Vorteil: Eine Vorbehandlung mit Lösungsmitteln ist nicht mehr nötig – das spart Geld und ist umweltfreundlich. Bisher konnten aber nur ebene Flächen so behandelt werden, über Vertiefungen, Hohlräume oder ähnliches glitt das Plasma einfach hinweg.
Die Forscher haben jetzt zwei Plasmaverfahren, den Plasmajet und die Gleitentladung, miteinander kombiniert. Damit können auch dreidimensionale Oberflächen effektiv bearbeitet werden. Der Trick hinter dem „kalten Plasma“ ist, dass zur Plasmabildung eine Wechselspannung verwendet wird. Die (sehr hohe) Spannung sorgt dafür, dass negativ geladene Elektronen die Atomhülle verlassen, die größeren, positiv geladenen Ionen bleiben zurück: Das Gas wird elektrisch leitend und ist damit zum Plasma geworden. Weil die Elektroden ständig ihre Polarität wechseln, bewegen sich die „schweren“ Ionen kaum und setzen deshalb wenig Energie in Wärme frei. Die Temperatur lässt sich auf diese Weise niedrig auf 30 bis 60 Grad halten – optimal für die Behandlung von hitzeempfindlichen Materialien wie Kunststoffen oder Holz.
