Plasmajet

Abb.1: Skizze des Plasmajet PFW10. Nach: C. Merten et al., Plasma Process. Polym. 2013, 10, 60-68 Abb.2: Plasmajet PFW10

Der Plasmajet PFW10 der Firma Plasmatreat wird für Reinigungs-, Aktivierungs- und Beschichtungsprozesse eingesetzt.
Der Plasmajet besteht aus einer Elektrode, die von einem zylindrischen Gehäuse umgeben ist. An der Innenwand des Gehäuses ist im oberen Bereich ein Isolator angebracht, so dass sich die Entladung nur zwischen der Elektrode und dem unteren Bereich ausbilden kann. Das Plasma wird mit dem Arbeitsgas, welches vom oberen Einlass nach unten strömt, mitgetragen. Um zu verhindern, dass die Entladung immer an der gleichen Stelle des Gehäuses ansetzt, befindet sich im oberen Bereich ein Gitter, durch welches der Gasfluss verwirbelt wird. Am unteren Ende des Jets können verschiedene Düsenköpfe angebracht werden. Die verschiedenen Varianten beinhalten Düsenköpfe mit und ohne Einlass für ein Präkursorgas, runde oder schmale Öffnungen, gerade oder schräge Auslässe und Varianten mit einem Gittereinsatz. Letztere sind bei der Behandlung eines geerdeten Substrats notwendig um einen Überschlag der Entladung auf das Substrat zu verhindern.
Der Plasmajet erzeugt im Inneren eine gepulste Atmosphärendruckentladung. Der sichtbare Effluent ist kein Plasma, sondern besteht aus dem sogenannten Afterglow. In ihm ist die Ladungsträgerdichte deutlich kleiner und die Leuchterscheinung wird hauptsächlich durch Metastabile hervorgerufen.
Durch den hohen Leistungsumsatz kann der Jet zur Bearbeitung großer Flächen eingesetzt werden. Allerdings muss dadurch bei temperaturempfindlichen Materialien auf die Zerstörungsschwellen Acht gegeben werden.
Das Ziel unserer Untersuchungen ist die Charakterisierung des Plasmajets und des Einflusses auf die behandelten Oberflächen zur Optimierung der Anwendungen. Dazu nutzen wir kalorimetrische Sonden und das Q-MACS System.

Animation von „Fine Stuhr-Wulff & Julia C. Ahrend, fine.stuhr-wulff@fu-berlin.de

Publikationen

T. Kewitz, M. Fröhlich, H. Kersten Analysis of passive calorimetric probe measurements at high energy influxes. EPJ Techniques and Instrumentation. 4 (2017).
D. Mance, H. Geilmann, WA. Brand, T. Kewitz, H. Kersten Changes of 2H and 18O abundances in water treated with non-thermal atmospheric pressure plasma jet. Plasma Processes and Polymers. , 1600239 (2017).
L. Hansen, T. Krüger, T. Kewitz, M. Steiner, H. Kersten Einsatz von Atmosphärendruckplasmen für Anwendungen in der Druckindustrie. Galvanotechnik. 108, 1658-1665 (2017).
S. Daria, S. Sindu, H. Mathias, L. Hansen, M. Janik, D. Jannes, et al. Surface modification of highly porous 3D networks via atmospheric plasma treatment. Contributions to Plasma Physics (2018).
D. Mance, R. Wiese, T. Kewitz, H. Kersten Atmospheric pressure plasma jet for biomedical applications characterised by passive thermal probe. The European Physical Journal D. 72 (2018).
L. Hansen, A. Schmidt-Bleker, R. Bansemer, H. Kersten, K-. Weltmann, S. Reuter Influence of a liquid surface on the NO x production of a cold atmospheric pressure plasma jet. Journal of Physics D: Applied Physics. 51, 474002 (2018).
M. Becker, S. Quabius, T. Kewitz, L. Hansen, G. Becker, H. Kersten, et al. In vitro proinflammatory gene expression changes in human whole blood after contact with plasma-treated implant surfaces. Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery. 47, 1255-1261 (2019).
Y.. Ussenov, L. Hansen, T. Krüger, T.. Ramazanov, H. Kersten Particle formation during deposition of SiOx nanostructured thin films by atmospheric pressure plasma jet. Japanese Journal of Applied Physics. 59, SHHE06 (2020).
T. Krüger, L. Hansen, H. Kersten Deposition of SiOx thin films using hexamethyldisiloxane in atmospheric pressure plasma enhanced chemical vapour deposition. Journal of Physics: Conference Series. 1492, 012023 (2020).
Titel Plasmajet
Untertitel Untersuchungen an Atmosphärendruckentladungen
Labor Gelbes Labor
Mitarbeiter
M.Sc. Luka Hansen