Kiel 2011 – wissenschaftliches Programm
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P: Fachverband Plasmaphysik
P 17: Poster: Plasmatechnologie
P 17.17: Poster
Mittwoch, 30. März 2011, 16:30–18:30, Foyer
Spektroskopische Untersuchung eines Mikrowellen-Mikroplasma-Brenners — •Christian Kamm, Martina Leins, Andreas Schulz, Matthias Walker und Ulrich Stroth — Institut für Plasmaforschung, Universität Stuttgart
Die zerstörungsfreie Behandlung von thermolabilen Materialien wird durch kalte Plasmen ermöglicht. Atmosphärendruckplasmen haben den Vorteil, dass auf aufwändige Vakuumtechnologie verzichtet werden kann. So eignen sie sich hervorragend für medizinische Annwendungen sowie für lokale Oberflächenbehandlungen und Beschichtungen. Am IPF der Universität Stuttgart wurde ein Mikrowellen-Mikroplasma-Brenner entwickelt, aufgebaut und spektroskopisch untersucht. Die Entwicklung erfolgte durch mehrere FEM-Simulation der elektrischen Feldverteilung mit Microwave StudioTM. Die Optimierung des kurzgeschlossenen λ/4-Koaxialresonators erfolgte bei einer Frequenz von f = 2,45 GHz, wo durch Variation geeigneter geometrischer Parameter ein möglichst hohes elektrisches Feld am offenen Resonatorende erreicht werden sollte. Mittels optischer Emissionsspektroskopie wurde axial-ortsaufgelöste die Gastemperatur sowie die Elektronendichte des optimierten Plasmabrenner bei Leistungen zwischen 40 und 160 W untersucht. Wasserdampf (OH) wurde als Diagnostikgas zusätzlich zum Plasmagas Argon beigefügt um die Gastemperatur zu bestimmen. Bei Variation der Leistung wurden Temperaturen zwischen 600 und 1600 K gemessen. Mittels der Stark-Verbreiterung der Hβ-Linie konnte die axial-ortsaufgelöste Elektronendichte zu 8,0· 1019 bis 1,2·1021m−3 bestimmt werden.