Hochratesynthese von Hartstoffschichten auf Siliciumbasis - Qucosa ...

2. Stand der Forschung
17
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Reaktorvolumina, der geringen Reaktionsmasse im Reaktor und der einfachen Möglichkeit,
die Prozessführung individuell zu regeln, als vorteilhaft [Glo98]. In Lichtbogenöfen können
praktisch beliebige Abfälle in einen chemisch äußerst stabilen glasigen Bestandteil, der beim
Straßenbau Einsatz findet, und eine Schmelze der nicht abgebundenen Metalle überführt
werden. Diese Technologie ist auch für die Entsorgung von radioaktivem Abfall von großer
Bedeutung, da das extrahierte radioaktive Material weit weniger Lagerungsraum beansprucht
[Ben99].
Thermische Plasmen gewinnen darüber hinaus Bedeutung beim Schmelzen und Raffinieren
von Metallen. Sie bieten gegenüber herkömmlichen, grafitbeheizten Schmelzöfen den Vorteil
einer inerten Atmosphäre. Im Vergleich zu Induktionsanlagen können sie mit höherer spezifischer
Leistung ausgelegt werden. Da die in der Regel sowohl mit Gleich- als auch mit
Wechselstrom betreibbaren Brenner bei Normaldruck arbeiten, sind Plasmareaktoren in vielen
Anwendungsbereichen eine kostengünstige Alternative zu Vakuumschmelzanlagen. Zum
Schmelzen von elektrisch leitfähigen Materialien wird zumeist der übertragene Lichtbogen
genutzt.
In der Schweißtechnik finden thermische Plasmen sowohl zum Fügen als auch zum Beschichten
und Trennen Anwendung. Das Plasmastrahlschweißen ist ein Verfahren, das insbesondere
für das Verbinden in der Präzisions- und Mikroschweißtechnik (0,1 - 0,5 mm Blechdicke),
aber auch zunehmend für dickere Bleche und Rohre aus hochlegierten Stählen und hochschmelzenden
Nichteisenmetallen angewendet wird. Während zumeist ohne Zusatzwerkstoff
gefügt wird, existieren auch Verfahrensvarianten, bei denen Drähte oder Pulver im Plasmastrahl
zugeführt werden.
Das Plasmaschneiden ist ein Schmelzprozess, der für das Trennen nicht brennschneidgeeigneter
Werkstoffe wie austenitische, nichtrostende Stähle, Aluminium und Kupfer, sowie deren
Legierungen angewendet wird. Die schneidbaren Werkstückdicken betragen 2 - 200 mm. Das
Material wird in der Schnittfuge aufgeschmolzen und durch den Plasmagasstrom ausgetrieben.
Als Plasmagase kommen Argon, Stickstoff und Wasserstoff sowie deren Gemische zum
Einsatz. Das Plasmaschneiden findet zahlreiche Anwendungen im Maschinen-, Werkzeugund
Schiffbau und zeichnet sich durch hohe Schneidgeschwindigkeiten, metallisch glänzende
Schnittkanten und einen geringen Verzug auf Grund geringer Wärmeeinbringung aus.
Im Bereich des Auftragschweißens ist eine Vielzahl von Verfahren entwickelt worden. Die
größte industrielle Bedeutung hat das Plasma-Pulver-Auftragschweißen gewonnen. Dabei
wird der Auftragwerkstoff in Pulverform zugeführt. Bei diesem Verfahren brennt ein sogenannter
Pilotlichtbogen zwischen einer Wolframstiftkathode und einer düsenförmigen Anode