“plasmamodifizierung von polyethylen” dissertation zur erlangung ...
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Kapitel 2: Analyse des Entwicklungsstandes 13<br />
mentladung realisiert.<br />
b) T e ~ T i, T n:<br />
Bei höheren Drücken und größerer Energiezufuhr gleichen sich die<br />
Temperaturen der Teilchen aufgrund der größeren Stoßhäufigkeit<br />
einander an. Diese sogenannten "Hochtemperatur- oder Gleichgewichtsplasmen"<br />
werden meist im Lichtbogen oder Plasmabrenner<br />
erzeugt.<br />
Der Übergang zwischen den thermischen und nichtthermischen Plasmen wird, diesen Überlegungen<br />
folgend, im wesentlichen durch die Stoßfrequenz bestimmt /12, 13/.<br />
Hochtemperaturplasmen dienen vor allem <strong>zur</strong> Herstellung <strong>von</strong> anorganischen Schichten und Pulvern<br />
aus hochschmelzenden Metalloxiden und -nitriden /14/.<br />
Für die Behandlung organischer Materialien werden die Niederdruckplasmen verwendet. Durch die<br />
Verwendung <strong>von</strong> Plasmagasen kann die Oberfläche der Substratmaterialien sowohl funktionalisiert als<br />
auch vernetzt oder abgetragen werden (Plasmaaktivierung). Verwendet man dagegen organische<br />
Verbindungen als Plasmagas, so kommt es in der Regel <strong>zur</strong> Abscheidung polymerer Schichten<br />
(Plasmapolymerisation). In der vorliegenden Arbeit wird nur auf die Prozesse im Niederdruckplasma,<br />
im folgenden meist nur als "ND-Plasma" bezeichnet, näher eingegangen.<br />
2.2 Niederdruck (ND)-Plasma<br />
2.2.1 Plasmaerzeugung<br />
Für die technische Anwendung <strong>von</strong> ND-Plasmen kommen als elektrische Entladung zum Einsatz:<br />
- Coronaentladung /15-17/<br />
- Gleichstrom (DC) - Glimmentladung /9, 18/,<br />
- Hochfrequenz-(HF) bzw. Radiofrequenz-(RF) Entladung /9, 19, 20/ und<br />
- Mikrowellenentladung und Mikrowellenentladung mit ECR-Magnetfeldunterstützung<br />
/21-25/.<br />
Die wichtigsten Kenngrößen und die Vor- und Nachteile der einzelnen Entladungsformen sind in<br />
Tabelle 1 zusammengestellt.<br />
Tabelle 1: ND-Plasmaentladungsformen (nach Angaben aus /7-9, 23, 26-28, 31/)<br />
Anregungsfrequenz<br />
Niederfrequenz- Gleichstrom- Radiofrequenz- Mikrowellenfrequenz-Anregung<br />
Anregung Anregung Anregung<br />
(Coronaentl.) (DC-Glimmentl.) (HF-Entladung) ohne Magnetfeld mit Magnetfeld<br />
60...100 KHz Gleichstrom 13,56 MHz oder 2,45 GHz 2,45 GHz<br />
27,00 MHz<br />
Druckbereich Normaldruck 100 Pa ~ 10 Pa � 1 Pa � 0,1 Pa<br />
Dissoziationsgrad niedrig niedrig niedrig/moderat hoch hoch<br />
-5 -2 -1<br />
Ionisationsgrad � 0,01 0,0001 10 10 10
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