Koaxiale Mikrowellenplasmazündeinheit - Plasmaquelle mit beweglicher Zündelektrode zur reproduzierbaren Mikrowellen-Plasmazündung

Ref.-Nr. 7553

Keywords: Plasmaquelle, Mikrowellenplasma, Zündelektrode, Plasmazündung, koaxialer Wellenleiter, Hochfrequenztechnik, energieeffiziente Zündung, Plasmatechnik, reproduzierbare Prozesse

Ein Plasma unter Betriebsbedingungen zuverlässig zu zünden, stellt in der Plasmatechnik eine zentrale Herausforderung dar. Häufig erfolgt dies über feste Elektroden, erhöhte Leistungszufuhr oder zusätzliche Zündhilfen – was den Energieaufwand erhöht, die Komplexität vergrößert und die Zuverlässigkeit einschränkt. Die vorliegende Erfindung bietet einen alternativen Ansatz: eine bewegliche Zündelektrode innerhalb einer koaxialen Struktur, die zur Zündung gezielt ausgefahren wird und das Mikrowellenplasma zuverlässig und energieeffizient zündet, indem sie das Feld verstärkt. Da die Elektrode präzise positioniert werden kann, lässt sich der Ort der Plasmazündung gezielt festlegen: Unerwünschte Entladungen werden verhindert und die Prozessstabilität wird erhöht. Zudem sinkt die erforderliche Zündleistung, da das System auf eine resonante Feldverstärkung ausgelegt ist. Nach der Zündung wird die Elektrode zurückgezogen, was den Verschleiß reduziert und einen stabilen Betrieb ermöglicht. Zusätzliche Zündhilfen sind in der Regel nicht mehr erforderlich, sodass der Zündvorgang somit deutlich reproduzierbarer ist.

Vorteile

energieeffizient
verschleißarm
hohe Prozessstabilität
reproduzierbare Zündung

Kommerzielle Anwendung

Durch ihre erhöhte Zündsicherheit ist die Erfindung insbesondere für Anwendungen interessant, bei denen eine zuverlässige und reproduzierbare Zündung gefordert ist. Dazu zählen unter anderem die Oberflächenbehandlung und Beschichtung, die Umwelttechnik sowie medizinische Anwendungen. Die gezielte und energieeffiziente Zündung senkt zudem den Energieverbrauch. Gleichzeitig führt die geschützte Betriebsweise der Zündelektrode zu einem geringeren Verschleiß, was Wartungsaufwand und Betriebskosten reduziert. Die Plasmatechnologie bietet somit eine effiziente Alternative zu konventionellen, thermischen Öfen.

Aktueller Stand

Die Erfindung liegt gegenwärtig als Prototyp vor. Ein Nachweis der Funktionalität und der Vorteilhaftigkeit der Erfindung wurde erbracht. Darüber hinaus wird die Technologie aktuell in weiteren Projekten der Forschungsgruppe eingesetzt und weiterentwickelt.
Im Auftrag der FH Aachen bieten wir interessierten Unternehmen die Weiterentwicklung und die Lizenzierung der Technologie an.