Hochratesynthese von Hartstoffschichten auf Siliciumbasis - Qucosa ...

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6. Untersuchungsergebnisse
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für das reine Argonplasma. An den Rändern des Plasmastrahls liegen wie beim reinen
Argonplasma sehr hohe Temperaturgradienten vor, während in axialer Richtung noch etwas
geringere Gradienten ermittelt werden. Das gesamte Temperaturprofil des Ar - H2 Plasmas
weist geringere Fluktuationen als beim Einsatz reinen Argons auf, was auf geringere Turbulenzen
hinweist.
Der Einfluss der Injektion kalten Zerstäubergases ins Zentrum des vereinigten Plasmastrahls
ist für Ar - H2 Gemische wesentlich geringer als im Fall reinen Argons (Abbildung 53). Nur
bei einem Brennerabstand von 30 mm wird ein deutlicher Kühleffekt durch das Zerstäubergas
auf der Achse des vereinigten Plasmastrahls beobachtet, obwohl das Verhältnis der Flussraten
zwischen Zerstäuber- und Plasmagas höher ist als bei den Untersuchungen mit reinem Argon.
Bei einem Brennerabstand von 40 mm ist das Maximum der Plasmatemperaturen auf der
Achse des vereinigten Strahles, wobei dies der absolute Maximalwert des gesamten Profils
ist. Auch die Gasgeschwindigkeiten sind auf Grund der Injektion des Zerstäubergases nur
unwesentlich reduziert, so dass wiederum der Effekt eines aufgeweiteten Querschnitts hoher
Plasmatemperaturen nach dem Einschnüren beobachtet wird.
Kammerdruck: 40,0 kPa
Brenner 1:
U = 37,5 V
I = 250 A
P = 9,4 kW
Brenner 2:
U = 36,5 V
I = 250 A
P = 9,1 kW
Brenner 3:
U = 36,5 V
I = 250 A
P = 9,1 kW
Abbildung 53: Temperaturprofil eines Ar - 3% H2 Plasmas (20,6 l/min pro Brenner,
7,7 l/min Zerstäubergas)
Wird durch die Zerstäubereinheit reiner Wasserstoff in ein Ar - 1% H2 Plasma (250 A, 9 kW,
20,2 l/min pro Brenner, 6 l/min Zerstäubergas) injiziert, so werden unter der Annahme
vollständiger Durchmischung, was einer 10%-igen H2 Konzentration entspricht, aus den ermittelten
lokalen Enthalpien Temperaturen oberhalb von 20.000 K erhalten. Derart hohe
Temperaturen sind als nicht realistisch zu bewerten. Die Bestimmung der Enthalpie ist nicht
von der Zusammensetzung des Plasmagases abhängig und enthält daher keine Fehler durch