Die Anwendung von Plasma in der Industrie

Was versteht man unter Plasma?

Plasma
Plasma (Quelle: pixabay.com)

Mit steigender Temperatur/erhöhter Energiezufuhr gehen Stoffe zunächst vom festen in den flüssigen und dann in den gasförmigen Aggregatszustand über. Wird dem Gas weiter Energie zugeführt, trennen die Atome des Gases sich in ihre Bestandteile – Elektronen und Kerne – auf, das Gas wird ionisiert und geht von gasförmig in den vierten Aggregatszustand, in Plasma, über. Die Energiezufuhr erfolgt zum Beispiel durch das Anlegen einer Hochspannungsquelle. Plasma (griechisch: das Formbare) ist eine Materie mit hohem, instabilem Energieniveau.

Uns allen bekannte Beispiele für Plasmen sind etwa die Energiesparlampe oder die Neonröhre, ein elektrischer Funke, das Polarlicht an den Polen oder ein Gewitter-Blitz. Es gibt de facto keine praktisch nutzbaren natürlichen Plasmen. Daher muss ein Plasma erzeugt werden, um es technisch anwenden zu können. Künstlich erzeugtes Plasma kommt u.a. als physikalische Oberflächenvorbehandlungsmethode zum Einsatz. Eine für das Verhalten von Plasmen, aber auch für die technische Nutzung wesentliche Eigenschaft ist deren elektrische Leitfähigkeit. Weitere Parameter zur Unterscheidung von Plasmen sind Plasmadruck und Plasmatemperatur. Man unterscheidet zwischen Niederdruckplasmen, Normaldruck-/Atmosphärendruckplasmen sowie Hochdruckplasmen. Die Temperatur von Plasmen kann von einigen Tausend bis zu einigen Millionen Grad Celsius betragen. weiterlesen Die Anwendung von Plasma in der Industrie

Industrieboden

In vielen industriellen Bereichen werden an die Räumlichkeiten sehr hohe Ansprüche gestellt. Dies betrifft nicht nur die Räumlichkeiten selbst sondern vor allem die industriellen Böden. Entgegen herkömmlichen Fußböden müssen industrielle Böden eine längere Lebensdauer bieten sowie fugenlos, schlag- und kratzfest sowie stoßfest sein. Nur durch eine glatte Oberfläche können die industriellen Fußböden auch unter schwierigen Verhältnissen problemlos gereinigt und sauber gehalten werden. All dies erfüllt der Kunstharzboden, welchen man unter www.barit.de finden kann. weiterlesen Industrieboden

Lasertechnologie

Laserherstellverfahren
Laser – © fotohansel – Fotolia.com

Der Begriff LASER bildet sich aus dem Englischen: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, was so viel bedeutet wie „Licht-Verstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung“. Ein Begriff aus der Physik. LASER bezieht sich sowohl auf den physikalischen Effekt als auch das Gerät, mit dem Laserstrahlen erzeugt werden.

Anwendungsgebiete der Lasertechnologie
Die Anwendungsgebiete der Lasertechnologie sind Technik und Forschung. Laser wird angewandt für Entfernungsmessgeräte, Schneid- und Schweißwerkzeuge, die Wiedergabe von optischen Speichermedien wie CDs, DVDs und Blu-ray Discs, Nachrichtenübertragung bis hin zum Laserskalpell und anderen Laserlicht verwendenden Geräten im medizinischen Alltag sowie Zeigehilfen wie Laserpointer bei Präsentationen.

Oberflächenveredelung in der Industrie

Engineering (© fotomek - Fotolia.com)
Engineering (© fotomek – Fotolia.com)

Jedes Material besitzt bestimmte spezifische Eigenschaften. Diese verschiedenen Eigenschaften werden in der verarbeitenden Industrie dazu genutzt, Waren und Güter eines bestimmten Qualitätsstandards zu fertigen. Allerdings werden die Ansprüche an die Materialien aufgrund neuer Entwicklungen und Ideen immer größer, sodass deren herkömmlichen Eigenschaften allein nicht mehr ausreichen. Hier kommt in vielen Fällen die Oberflächenveredelung ins Spiel und bei modernsten Anwendungen in großem Umfang die dazugehörige Dünnschichttechnologie. weiterlesen Oberflächenveredelung in der Industrie

Sol Gel Beschichtung

Die Sol Gel Beschichtung – Ein Verfahren zur Vergütung von Oberflächen

Das Sol Gel Verfahren dient der Herstellung von nichtmetallischen anorganischen oder hybridpolymeren Materialien zur Beschichtung von Oberflächen. Ausgangsprodukt für die Beschichtungen sind kolloidale Dispersionen – auch Solen genannt. Diese kolloidalen Dispersionen bestehen aus Nanopartikeln der Größe 1 – 100 nm. Diese sind in Wasser oder organischen Lösungsmitteln dispergiert. Dabei lautet das Grundziel vom Verfahren, eine flüssige Sole in ein festes Gel zu überführen. Diese Art der Beschichtung von Oberflächen ist aufgrund der Vielzahl an Ausgangsprodukten und der sehr günstigen Prozessbedingungen so individuell einsetzbar wie keine andere Beschichtungstechnologie. Die Eigenschaften der späteren Beschichtung sind im Grunde genommen von den Eigenschaften der Moleküle der Sole abhängig.
Der erste Schritt des Sol Gel Prozesses stellt normalerweise die säure- oder basenkatalysierte Hydrolyse von Metallalkoholaten dar. Bei dieser Reaktion spalten sich Alkoholmoleküle ab und es entstehen MOH Gruppe. Kurz danach oder noch währen dieser Reaktion reagieren die MOH Moleküle miteinander und kondensieren unter Abspaltung von Wasser. Der entstehende Dimer kann dann in einer anschließenden Polymerisationsreaktion zu einem Trimer, Tetramer oder Oligomer entstehen – dies geht so lange bis sich ein fester Partikel gebildet hat.
Von Gel kann man dann sprechen, wenn sich zwischen den Behälterwänden eine Art Netzwerk aus Partikeln gebildet hat. Dieses viskose Sol Gel hat sich dabei in eine viskoelastische Gesamtheit gewandelt – eine Art Festkörper mit eingeschlossenen Lösungsmitteln.
Das Gel wird anschließend getrocknet – Erfolgt die Trocknung bei Umgebungsbedingungen, so bildet sich Xerogel. Dieses Xerogel kann in einem weiteren Verfahrensschritt auf der Oberfläche eingebrannt werden. Dabei schreitet die Kondensation fort und es entsteht ein hochvernetzter Lackfilm. Wird das Gel dagegen bei erhöhtem Druck und Temperatur getrocknet so werden Porenflüssigkeiten in einen überkritischen Zustand versetzt und verschwinden aus den Zwischenräumen – es entsteht Aerogel.
Die Beschichtungstechniken, mit denen die Sole auf die Oberfläche gebracht wird, sind je nach Anwendung einsetzbar. Eher niedrigviskose Sole eignet sich für die Tauchbeschichtung. Hier wird das zu beschichtende Material eingetaucht und herausgezogen. Schon während des Herausziehens aggregieren die Solepartikel und es entsteht ein fester Gelfilm. Dabei laufen quasi die oben beschriebenen Reaktionen ab.
Zusätzlich kann die Sol Gel Beschichtung noch mittels Schleuderbeschichtung oder Filmtrocknung aufgetragen werden.