Hochratesynthese von Hartstoffschichten auf Siliciumbasis - Qucosa ...

6. Untersuchungsergebnisse
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Abbildung 72: Temperatur auf der Plasmaachse als Funktion des Brennerabstands beim
Einsatz unterschiedlicher Zerstäubergase (Hüllgas: Ar 10 l/min, N2 30 l/min,
Zentralgas: Ar 21 l/min, Generatorleistung: 25 kW, Kammerdruck: 13,5 kPa)
Beim Einsatz von Ar / N2 Gemischen im Hüllgas sind die Temperaturgradienten (ca.
70 K/mm) wesentlich flacher als bei reinem Argon (> 100 K/mm). Daher wirkt sich der
Einsatz von Ar / N2 Gemischen im Hüllgas förderlich für ein Vermeiden von Partikelkondensation
im Plasmastrahl aus.
Der Einsatz unterschiedlicher Ar / N2 Verhältnisse im Hüllgas hat insbesondere bei hohen
Brennerabständen nur geringe Auswirkungen auf die Funktionen der Temperatur und
Gasgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Brennerabstand (Abbildung 73 und 74). Der
geringe Einfluss von Schwankungen in der Plasmagaszusammensetzung wirkt sich in einer
hohen Prozessstabilität und somit einer hohen Reproduzierbarkeit der Beschichtungsergebnisse
aus.
Je niedriger der Stickstoffgehalt im Hüllgas ist, desto ausgeprägter kann eine Zone relativ
steiler Temperaturgradienten bei Brennerabständen zwischen 60 und 90 mm nachgewiesen
werden. Somit bewirken hohe Stickstoffgehalte im Hüllgas flache Temperaturgradienten, die
dem Kondensieren von Partikeln im Plasmastrahl entgegen wirken.