- Stille elektrische Entladung
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Die stille elektrische Entladung (auch dielektrische Barriereentladung, englisch Dielectric Barrier Discharge, DBD) ist ein Spezialfall einer elektrischen Gasentladung.
Inhaltsverzeichnis
Erklärung
Die durch eine Gasstrecke getrennten Metallelektroden sind zusätzlich durch ein Dielektrikum elektrisch isoliert, was zu folgenden Modifikationen der elektrischen Gasentladung führt.
- Die Entladung kann entweder in Form vieler Filamente (Mikroentladungen) oder als homogene Entladung auftreten. Im Fall einer homogenen Entladung beobachtet man eine Art Dunstschleier, der sich über das gesamte Entladungsvolumen erstreckt.
- Es werden näherungsweise nur Elektronen transferiert, da die Entladungsdauer so gering ist, dass die schweren Ionen, bedingt durch ihre Massenträgheit, nicht beschleunigt werden können.
- Die Entladung erlischt sobald das angelegte elektrische Feld von der vor dem Dielektrikum angesammelten elektrische Ladung kompensiert wird.
- Die Zeitdauer einer Entladung liegt im Bereich von Nanosekunden; der Transport von Ionen ist weitgehend unterdrückt.
- Es kann kaltes Plasma hergestellt werden, zumal die Gastemperatur maßgeblich durch die Ionentemperatur bestimmt wird.
Aufgrund der Sättigung des Dielektrikums durch elektrische Ladung muss für die Erzeugung eines stationären Plasmas mit einer AC-Speisung gearbeitet werden .
Druck und Frequenzbereich
Die stille elektrische Entladung kann der Plasmaphysik bei Atmosphärendruck zugeordnet werden. Der Frequenzbereich umfasst wenige Hertz bis einige Megahertz.
Charakteristik
Die Charakteristik einer stillen Entladung kann je nach Elektrodenkonfiguration stark variieren:
- Parallele Platten: Townsend Regime bis Streamer Breakdown
- Drahtgeflecht auf Dielektrikum: Koronaentladung bis Streamer Corona
- Spitze zu Platte: Streamer Corona bis Glimmentladung
Anwendungen
Umwelttechnik
- Trink-/Abwasseraufbereitung mit Ozon
- Papierbleichung mit Ozon
- Behandlung von Abgasen (zum Beispiel Plasmafackel)
Material und Oberflächen
- Reinigen, Oxidieren, Ätzen, Beschichten von Oberflächen
Medizin
- Zahnbehandlung mit Plasmafackel
- Behandlung offener Beine bei Diabetes
- Händedesinfektion in Krankenhäusern
- Oberflächendesinfektion der Haut, ist Jod und Alkohol überlegen.
Lichttechnik
- Erzeugung von Licht im Sichtbaren Spektralbereich
- Flächige Lampen mit Phosphor
Literatur
- Series in Plasma Physics: Non-Equilibrium Air Plasmas at Atmospheric Pressure. Edited by K.H. Becker, U. Kogelschatz, K.H. Schoenbach, R.J. Barker; Bristol and Philadelphia: Institute of Physics Publishing Ltd; ISBN 0-7503-0962-8; 2005
- Klaus Trampert: Ladungstransportmodell dielektrisch behinderter Entladungen. Universitätsverlag Karlsruhe, Karlsruhe 2009, ISBN 978-3-86644-308-2.
Weblinks
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