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Die stille elektrische Entladung (engl. Dielectric Barrier Discharge, DBD) ist ein Spezialfall einer elektrischen Gasentladung.

Inhaltsverzeichnis 1 Erklärung 2 Druck und Frequenzbereich 3 Charakteristik 4 Anwendungen 5 Literatur

Erklärung

Die durch eine Gasstrecke getrennten Metallelektroden sind nun 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; der Transfer hört auf, sobald das Dielektrikum durch elektrische Ladung gesättigt ist.
• 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 Korona bis Glimmentladung

Anwendungen

• Umweltechnik:
  • Trink-/Abwasseraufbereitung mit Ozon
  • Papierbleichung mit Ozon
  • Behandlung von Abgasen (->Plasmafackel)
• Material und Oberflächen
  • Reinigen, Oxidieren, Ätzen, Beschichten von Oberflächen
• Medizin
  • Zahnbehandlung mit Plasmafackel

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

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