Mikroplasmen

Mikrowellen-Plasmaquellen sind insbesondere für zwei Anwendungsbereiche interessant: Zum einen für die Niederdruck-Plasmatechnik, die vielfältig industriell eingesetzt wird und permanent Verbesserungen hinsichtlich Qualität und Effizienz erfordert – bei zugleich immer niedrigeren Kosten. Zum anderen für atmosphärische Mikroplasmen, da sich mit ihnen sowohl neue Plasmaanwendungen erschließen als auch Niederdruckanwendungen in den wesentlich kostengünstigeren atmosphärischen Bereich transferieren lassen.

  • Atmosphärendruck-Mikrowellenplasmaquelle mit Luftkühlung
    [+] Atmosphärendruck-Mikrowellenplasmaquelle, ausgestattet mit Luftkühlung
  • Laboraufbau einer Atmosphärendruck-Mikrowellenplasmaquelle
    [+] Laboraufbau einer Atmosphärendruck-Mikrowellenplasmaquelle
  • Anwendungsbeispiel: Durch Plasma aktivierte Kunststoffoberfläche
    [+] Anwendungsbeispiel: Durch Plasma aktivierte Kunststoffoberfläche, die mit Wasser besprüht wurde (links: nach der Aktivierung, rechts: zuvor)

Mikrowellenplasmen zeichnen sich unter anderem durch eine niedrige Plasmatemperatur, hervorragende Plasmaintensität und erhöhte Plasmahomogenität aus. Sie werden durch hochfrequente Felder, vorzugsweise solche im 2,45-GHz-ISM-Band, erzeugt. Allerdings ist die Anwendung der hierfür nötigen Mikrowellenfrequenzen bezüglich der Plasmatechnik limitiert: Die aktuell genutzten Magnetron-Quellen sind erst ab Leistungen von ca. 300 W verfügbar und die Übertragung der Mikrowellenenergie vom Generator zum Plasma ist ausgesprochen problematisch. Daher werden integrierte, halbleiterbasierte Systeme benötigt, die aus Generator und Plasma-Anregungsstruktur bestehen. Diese müssen zuverlässig funktionieren und einfach sowie kostengünstig in die Anwendungen integriert werden können. Insbesondere ist das hohe Potenzial von effizienten, hochdichten atmosphärischen Mikrowellenplasmen nur dann nutzbar, wenn äußerst kompakte, integrierte Plasmaquellen zur Verfügung stehen. Hierfür bietet das FBH maßgeschneiderte Lösungen.

Schwerpunkte

  • Quellendesign: Untersuchung und Bewertung verschiedener Ansätze für Plasmaquellen und der zugehörigen Mikrowellen-Leistungsoszillatoren.
  • Anwendungen für atmosphärische und Niederdruck-Plasmaquellen, z.B. zur effizienten und kostengünstigen Aktivierung von Oberflächen als Vorbereitung zum Beschichten, Drucken, Lackieren oder Kleben.