DE102004026636B3 - Vorrichtung und Verfahren zum Umschmelzen von metallischen Oberflächen - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Umschmelzen von metallischen Oberflächen Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Umschmelzen metallischer Oberflächen von Bauteilen durch Einwirkung eines stabilen Hochdruck-Plasmastrahls, wobei die Oberfläche in lokal begrenzten Bereichen aufgeschmolzen wird und nach Erstarrung eine Gefügefeinung aufweist, wobei die Plasmastrahlung durch Mikrowelleneinwirkung auf ein Trägergas erzeugt wird und der Druck des Hochdruck-Plasmastrahls oberhalb des Luftdrucks liegt, DOLLAR A sowie Plasmabrenner zur Erzeugung eines gerichteten Hochdruck-Plasmastrahls, umfassend eine Gaszuführung, eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Plasmas und eine Austrittsdüse für einen Plasmastrahl, wobei die Vorrichtung zur Plasmaerzeugung ein Magnetron und einen Resonator umfasst, in welchem das unter Druck zugeführte Trägergas durch Einwirkung von Mikrowellen in ein Plasma überführt wird und das Plasma mit einem Druck oberhalb 0,1 MPa aus der Austrittsdüse austreten lässt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umschmelzen metallischer Oberflächen durch Einwirkung eines Hochdruck-Plasmastrahls, wobei die Oberfläche in lokal begrenzten Bereichen aufgeschmolzen wird und nach Erstarrung eine Gefügeverfeinerung aufweist, wobei die Plasmastrahlung durch Mikrowelleneinwirkung auf ein Trägergas erzeugt wird und der Druck des Hochdruck-Plasmastrahls oberhalb des Umgebungsdrucks liegt.
  • Das Legierungsumschmelzen stellt ein für metallische Werkstoffe bekanntes Verfahren zur Steigerung der Oberflächenhärte, -festigkeit oder -zähigkeit dar. Die Änderung der Werkstoffeigenschaften beruht dabei auf Gefügeumbildungen, die durch Aufschmelzungs- und Abschreckungsvorgänge hervorgerufen werden. Die rasche Erstarrung der aufgeschmolzenen Oberflächenschicht geht mit einer Gefügeumbildung, beispielsweise einer Kornfeinung, oder der Ausbildung metastabiler Phasen einher. Dabei ist es häufig nur erforderlich, die Oberflächenschicht in lokal begrenzten Bereichen des Werkstückes zu behandeln und den Grundwerkstoff außerhalb dieser Funktionsflächen nicht zu verändern.
  • Aus der CH 664 579 A5 ist bekannt, dass bei einem Verfahren zum Umschmelzen metallischer Oberflächen durch Einwirkung eines Plasmastrahls ein Plasmaschweißgerät zum Einsatz kommt.
  • Zur Behandlung der Oberflächenschicht eines Werkstücks sind unterschiedliche Hochleistungs-Strahlverfahren, wie beispielsweise das Laserumschmelzen bekannt. Das Laserumschmelzverfahren ist mit hohen Investitions- und Betriebskosten verbunden.
  • Als weitere Verfahren sind auch Plasmastrahlverfahren bekannt. Die Plasmastrahlverfahren sind typischerweise Hochleistungs-Feinstrahlverfahren, mit dem Nachteil geringer Strahlgüte und geringer Leistungsdichte. Hierbei ist es auch nachteilig, dass die Auswahlmöglichkeit der Art des Plasmagases sehr begrenzt ist. Verbreitet sind lediglich Gase oder Gasgemische von Ar, H2 und N2. Die Regelungsmöglichkeit der Gaszufuhr und des Stromes kann aufgrund der Systemträgheit nur verzögert erfolgen – bestenfalls beträgt die Verzögerung bei Plasmastrahlverfahren einige Sekunden.
  • Sowohl beim Laserumschmelzverfahren als auch beim Plasmastrahlverfahren wird beispielsweise ein lokaler nur wenige μm bis mm dicker Bereich der Werkstückoberfläche aufgeschmolzen.
  • Solche Legierungsumschmelzverfahren entsprechen jedoch nicht den zunehmenden Anforderungen an die Massenfertigung von Bauteilen größerer Abmessungen. Insbesondere in der Automobilindustrie spielen, insbesondere auf die Steigerung der Festigkeit und Zähigkeit gerichtete Legierungsumschmelzverfahren von Werkstücken oder Bauteilen, die unter thermomechanischer Beanspruchung (TMF Thermal-Mechanical Fatigue) stehen zunehmend Bedeutung, um die teuren Beschichtungsverfahrens abzulösen. Beispielsweise gilt dies für Ventilstege und/oder Ventilsitze eines Leichtmetallzylinderkopfes.
  • Aus der Druckschrift DE 3605519 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung eines Zylinderkopfes aus einer Al-Gusslegierung für eine Brennkraftmaschine bekannt, bei dem die Oberfläche der Aluminiumlegierung durch Richten von Energie hoher Leistungsdichte, wie beispielsweise eines Wolfram-Inertgas-Lichtbogens oder von Laserenergie aufgeschmolzen und schnell wieder zur Erstarrung abgekühlt wird. Als weitere Energiequellen werden Laserenergie, Plasmalichtbögen und Elektronenstrahlen aufgeführt.
  • Die ausgeführten Verfahren haben den Nachteil, dass die verwendeten Energiequellen nur geringe Leistungsdichten zulassen, beziehungsweise für hohe Leistungsdichten erheblicher apparativer Aufwand getrieben werden muss. Dies erweist sich für die Massenfertigung von umzuschmelzenden Bauteilen als Nachteil, da dies insbesondere mit hohen Prozesszeiten und -kosten verbunden ist. Auch die Fokussierung und Stabilisierung der herkömmlichen Plasmastrahlen ist bei hohen Plasmaenergiedichten problematisch. Gängige Verfahren mit Plasmastrahlen sind reine Oberflächenverfahren und nicht geeignet für die Umschmelzung tiefergelegener Bereiche der Oberfläche.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Umschmelzen von metallischen Oberflächen von Bauteilen bereitzustellen, welches gegenüber den bekannten Umschmelzverfahren höhere Energiedichten auf der Metalloberfläche aufweist, um insbesondere kürzere Prozesszeiten zu ermöglichen, sowie einen geeigneten Plasmabrenner zur Verfügung zu stellen.
  • Die Aufgabe wird gelöst, durch ein Verfahren zum Umschmelzen metallischer Oberflächen durch Einwirkung eines stabilen Hochdruck-Plasmastrahls, wobei die Oberfläche in lokal begrenzten Bereichen aufgeschmolzen wird und nach Erstarrung eine Gefügeverfeinerung aufweist, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, sowie mit einem Plasmabrenner zur Erzeugung eines gerichteten Hochdruck-Plasmastrahls umfassend eine Gaszuführung, eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Plasmas, und eine Austrittsdüse für einen Plasmastrahl, mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 14.
  • Das Erfindungsgemäße Verfahren sieht somit vor, dass Umschmelzen metallischer Oberflächen ein stabiler Hochdruck-Plasmastrahl über die Oberfläche des Bauteils geführt wird, wobei durch die Einwirkung dieses stabilen Hochdruck-Plasmastrahls die Oberfläche in lokal begrenzten Bereichen aufgeschmolzen wird und nach Erstarrung eine Gefügeverfeinerung aufweist. Dabei wird die Plasmastrahlung durch Mikrowelleneinwirkung auf ein Trägergas erzeugt, wobei der Druck des Hochdruck-Plasmastrahls oberhalb des Luftdrucks liegt.
  • Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass eine hohe Energiedichte bzw. Leistungsdichte des Strahls auf der Oberfläche des Bauteils erreicht werden kann.
  • Die hohe Leistungsdichte beruht insbesondere auf dem hohen Druck, beziehungsweise der hohen Dichte des Plasmagases. Durch die Dichte wird die Zahl an energieübertragenden Gasatomen, beziehungsweise Molekülen pro Volumeneinheit erhöht. Erfindungsgemäß liegt der Druck des Plasmastrahls, zumindest an der Austrittsöffnung oberhalb 0,1 MPa, bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 0,8 MPa, besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,15 bis 0,4 MPa. Ein zu hoher Druck lässt sich apparativ nur schwer erreichen. Ebenso führt ein zu hoher Druck des Plasmastrahls zu einem unerwünschten Verblasen der aufgeschmolzenen Oberfläche.
  • Ein weiterer vorteilhafter Effekt des Hochdruck-Verfahrens ist, dass der Eintrag der Mikrowellenquelle in das Trägergas mit hohem thermischem Wirkungsgrad erfolgt. Bevorzugt liegt der Druck in der Mikrowellenvorrichtung, insbesondere gebildet durch einen Mikrowellenresonator, bei 0,1 bis 0,8 MPa.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass der Auswahl an Trägergasen, die den Plasmastrahl bilden, nur wenig Grenzen gesetzt sind. Bei der Auswahl sind insbesondere Inertgase und Reaktivgase zu unterscheiden, die je nach Anwendungsfall in geeigneter Weise auch kombiniert eingesetzt werden können. Zu den erfindungsgemäß bevorzugten Trägergasen gehören die Gase Ar, He, N2, H2, O2, CO2, H2O, CH4 und/oder C2H6, die rein oder in unterschiedlichen Gasmischungen miteinander vorkommen können.
  • In einer Bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als Trägergas Luft verwendet.
  • Wird lediglich ein reiner Umschmelzprozess angestrebt, so sind Inertgase, insbesondere Ar, bevorzugte Trägergase.
  • Werden Reaktivgase, wie beispielsweise O2, N2 oder H2O eingesetzt tritt eine partielle Umsetzung des obeflächlichen Leichtmetalls mit dem Reaktivgas auf. Hierdurch werden insbesondere Leichtmetall-Oxide, oder Nitride gebildet, beispielsweise Al2O3 oder AlN. Diese keramischen Reaktions produkte werden in die umgeschmolzene Oberflächenschicht aufgenommen und bewirken eine vorteilhafte Dispersionsverstärkung.
  • Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass ein vergleichsweise stabiler Plasmastrahl eingesetzt wird, der sich zielgenau auf die Oberfläche des zu behandelnden Bauteils richten lässt. Des Weiteren ist es möglich, den Plasmastrahl gasdynamisch geometrisch zu verändern, d. h. beispielsweise aufzufächern oder zu fokussieren.
  • In einer bevorzugten Variante wird ein Faden förmiger Plasmastrahl (auch Plasmajet genannt) mit einer Länge oberhalb 5 cm eingesetzt. In einer besonders bevorzugten Variante weist der Plasmastrahl einen Durchmesser im Bereich von 0,5 bis 5 cm und eine Länge im Bereich von 10 bis 40 cm auf.
  • Durch Variation des Plasmastrahl-Durchmessers und der Geschwindigkeit, mit der der Plasmastrahl über die Oberfläche geführt wird, können für eine gegebene Leistung des Plasma-Brenners unterschiedliche Umschmelztemperaturen und/oder unterschiedliche Abkühltemperaturen der Schmelze erreicht werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Umschmelzen von metallischen Oberflächen ist insbesondere von Vorteil bei der Verwendung von Bauteilen aus Leichtmetalllegierungen. Hierzu zählen die gängigen Aluminiumlegierungen.
  • Zu den Bauteilen die sich durch das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft verarbeiten lassen, zählen insbesondere Zylinderköpfe.
  • Werden die üblichen Aluminiumlegierungen verwendet, wird die mittels Plasmastrahl eingetragene Energie bevorzugt so eingestellt, dass eine Abkühlgeschwindigkeit im Bereich von 20 bis 110 K/sec erreicht wird.
  • Bei Zylinderköpfen aus Aluminiumlegierung wird dabei das Umschmelzen bevorzugt so eingestellt, dass ein Gefüge im T7-Zustand gebildet wird. Typischerweise weist der restliche Zylinderkopf ein T6-Gefüge auf.
  • Die umgeschmolzene Oberflächenschicht weist bevorzugt eine Dicke, bzw. Tiefe, im Bereich von einigen 100 μm bis einigen mm auf. Bevorzugt wird eine Dicke eingestellt die im Bereich von 0,5 bis 1,5 mm liegt. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Hochdruck-Plasmastrahl ist es jedoch auch möglich ohne großen zusätzlichen Aufwand wesentlich dickere Schichten einzustellen, beispielsweise im Bereich von mehreren mm. Dies kann dann von Vorteil sein, wenn beispielsweise nach dem Umschmelzen gezielte Bereiche der Oberfläche spanabhebend nachbearbeitet werden sollen, ohne dass die umgeschmolzene Werkstoffschicht vollständig verloren geht.
  • Erfindungsgemäß weist der Plasmastrahl eine vergleichsweise hohe Leistungsdichte auf, damit sich kurze Prozesszeiten realisieren lassen.
  • Bevorzugt wird die Oberfläche mit einem Plasmastrahl einer Leistungsdichte im Bereich von 6 bis 20 kW/cm2 behandelt, wobei der Strahl mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 4 mm/sec über die Oberfläche bewegt wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Variante weist der Plasmastrahl eine Leistungsdichte im Bereich von 20 bis 60 kW/cm2 auf und wird mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 10 mm/sec über die Oberfläche bewegt wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden dem Plasmastrahl nahe der Düsen-Austrittsöffnung feste oder flüssige Bestandteile zugeführt. Dies kann sowohl vor wie nach der Düsenöffnung erfolgen. Dabei ist konstruktiv darauf zu achten, dass eine Rückvermischung der zugeführten Bestandteile in den Gasraum des Resonators weitgehend ausgeschlossen wird.
  • In einer ersten Variante dieser Ausführung werden die festen Bestandteile durch keramische Pulver gebildet. Diese Partikel sind bevorzugt nanostrukturiert, weisen also im wesentlichen Partikelgrößen unterhalb ca. 1 μm auf, insbesondere unterhalb ca. 500 nm. Die keramischen Partikel werden durch den Plasmastrahl in die aufgeschmolzene Oberflächenschicht eingebracht und in der Schmelzschicht dispergiert. Hierdurch findet eine Dispersionsverstärkung der Metallschicht statt. Mittels der nanostrukturierten Partikel wird insbesondere eine Steigerung der Schwingfestigkeit, unter thermo-mechanischer Beanspruchung des lokalen Oberflächenbereichs erreicht. Die Steigerung der Schwingfestigkeit basiert sowohl auf der Dispersionsverstärkung des lokalen Bereichs der Oberflächenschicht durch die feinverteilten nanostrukturierten Partikeln als auch auf der Abhängigkeit der Streckgrenze von der Kornfeinung (Hall-Patch-Beziehung), die durch das Umschmelzen herbeigeführt wird.
  • Zu den bevorzugten keramischen Partikeln zählen Oxide, wie Al2O3, oder Nitride, wie AlN, Si3N4 und/oder Carbide, wie SiC.
  • Bevorzugt erfolgt die Zufuhr der festen oder flüssigen Bestandteile in den Plasmastrahl mittels einer Ringdüse. Die Anwendung einer Ringdüse führt zu einer Homogenisierung der nanostrukturierten Partikel sowohl im Plasmastrahl, als auch in der aufgeschmolzenen Oberflächenschicht des metallischen Werkstücks.
  • Die Zuführung der flüssigen Bestandteile kann in analoger Form erfolgen. Zu den bevorzugten flüssigen Bestandteilen gehören Lösungen von Metallsalzen, beispielsweise Metall-Hydroxide, oder -carbonsäuresalze, oder Lösungen von metallorganischen Verbindungen, beispielsweise Silane, Carbosilane oder Metallchelatverbindungen. Die flüssigen Bestandteile zersetzen sich unter den Bedingungen des Plasmastrahls zu den entsprechenden Metall-Oxiden, -nitriden oder -carbiden. Diese wirken in analoger Weise wie die zugeführten keramischen Partikel. Die über die Zersetzung der flüssigen Bestandteile zugeführten Partikel sind im Allgemeinen deutlich feiner als die über die Zufuhr der festen Bestandteile erhältlichen.
  • Ein weiterer Aspekt betrifft die Anwendung des Umschmelz-Verfahrens durch Hochdruck-Plasmastrahlung auf Bauteile aus Leichtmetalllegierung. Eine bevorzugte Anwendung ist das Umschmelzen von Oberflächenschichten von Zylinderköpfen, vorzugsweise im Ventilsteg- und/oder im Ventilsitzbereich.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Hochdruck-Plasmastrahls, im folgenden Plasmabrenner genannt, mittels Mikrowellenenergie.
    •
  • Der Aufbau des erfindungsgemäßen Plasmabrenners wird im folgenden anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
  • 1 Eine Plasmabrenner, mit Kurzschlussschieber (1), Blende (2), Düse (3) Kontrollfenster (4), Resonator (5) Schauglas (6), Gaseinspeisung (7), Glasfassung (8), Plasmastrahl (9), Wasserlast (10), Zirkulator (11) Frequenz (12) und Magnetorn (13)
  • 2 Umschmelzprozess mit aufgeschmolzener Oberflächenschicht (11), metallischer Oberfläche eines Bauteils (21), Zuführvorrichtung (31), zugeführte Partikel (41), Plasmastrahl (9).
  • In den Plasmabrenner zur Erzeugung eines gerichteten Hochdruck-Plasmastrahls wird mittels einer Gaseinspeisung (7) das Trägergas zugeführt. Das Gas steht dabei, zumindest während der Einspeisung von Mikrowellenenergie unter einem Überdruck. Bevorzugt wird ein Druck oberhalb 0,1 MPa, besonders bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 0,8 MPa eingestellt. Die Mikrowellenenergie wird in einem Magnetron (13) erzeugt und wirkt im Resonator (5) auf das Trägergas ein. Übliche Frequenzen liegen bei 0,95 bis 12 GHz. Besonders bevorzugt sind 2,45 GHz. Die Leistung des Magnetrons richtet sich insbesondere nach der gewünschten Leistungsdichte des Plasmastrahls. Typische Werte liegen im Bereich von 1 bis 20kW.
  • Die Mikrowellen werden über ein Hohlleitersystem zum Resonator (5) geleitet und erzeugen das Plasma durch resonante Kopplung.
  • Das erzeugte Plasma tritt über Düse (3) und Blende (2) unter Druck nach außen und bildet einen stabilen Plasmastrahl (9). Zur fächerförmigen Aufweitung des Strahls kann die Düse eine Expansion in Strahlrichtung aufweisen.
  • Bevorzugt wird der Plasmastrahl weiter durch eine Drallstabilisierung des Arbeitsgases stabilisiert. Hierdurch sind sehr scharfe Strahlgeometrien möglich, beispielsweise fadenförmige Hochdruck-Plasmastrahlen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Plasmabrenners sind Vorrichtungen vorgesehen, die das hochionisierte Plasma magnetohydrodynamisch stabilisieren. Hierzu werden beispielsweise elektromagnetische Blenden im Austrittsbereich des Plasmastrahls vorgesehen.
  • Gegenüber den bekannten Brennern zum Umschmelzen von Oberflächen, die Laserenergie oder Lichtbögen verwenden, zeichnet sich der erfindungsgemäße Brenner aufgrund seiner Mikrowellenenergiequelle durch eine hohe Lebensdauer und Betriebssicherheit aus.
  • In einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Plasmabrenners sind Zuführvorrichtungen (31) vorgesehen, mit denen sich flüssige oder feste Bestandteile in den Plasmastrahl (9) einspeisen lassen. In 2 ist schematisch die Zuführung von festen Partikeln (41) in den Plasmastrahl (9) nahe dem Plasmakegel auf der umzuschmelzenden Oberfläche (21) ausgeführt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Zuführvorrichtung ist eine Ringdüse um den Plasmastrahl (9) herum vorgesehen. Der Plasmastrahl (9) und der Partikel- oder Flüssigkeitsstrahl verlaufen dabei bevorzugt konzentrisch zueinander.

Claims (19)

  1. Verfahren zum Umschmelzen metallischer Oberflächen von Bauteilen durch Einwirkung eines stabilen Hochdruck-Plasmastrahls, wobei die Oberfläche in lokal begrenzten Bereichen aufgeschmolzen wird und nach Erstarrung eine Gefügefeinung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Plasmastrahl (9) durch Mikrowelleneinwirkung auf ein Trägergas erzeugt wird, wobei der Druck des Hochdruck-Plasmastrahls oberhalb des Luftdrucks liegt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im Bereich von 0,1 bis 0,8 MPa liegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägergas mindestens eines der Gase He, Ar, N2, H2, O2, CO2, H2O, CH4 und/oder C2H6 umfasst.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägergas durch Luft gebildet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Plasmastrahl (9) eine Länge oberhalb 5 cm aufweist.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Plasmastrahl (9) fächerförmig aufgeweitet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Plasmastrahl (9) nahe der Düsen-Austrittsöffnung feste oder flüssige Bestandteile zugeführt werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die festen Bestandteile (41) aus keramischen Pulvern gebildet sind.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die flüssigen Bestandteile aus metallorganischen- oder Metallsalz-Lösungen gebildet sind.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass die festen oder flüssigen Bestandteile in der umgeschmolzenen Schicht feste Partikel bilden, die im wesentlichen aus Al2O3, AlN, MgO, SiC und/oder Si3N4 bestehen.
  11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das der Plasmastrahl (9) eine Leistungsdichte im Bereich von 6 bis 20 kW/cm2 aufweist und dass der Plasmastrahl (9) mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 4 mm/sec über die Oberfläche bewegt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Plasmastrahl (9) eine Leistungsdichte im Bereich von 20 bis 60 kW/cm2 aufweist und mit einer Geschwindigkeit von 3 bis 10 mm/sec über die Oberfläche bewegt wird.
  13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Oberfläche durch eine Leichtmetalllegierung gebildet wird.
  14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Oberfläche im Bereich von Ventilstegen oder Ventilsitzen eines Leichtmetallzylinderkopfes angeordnet ist.
  15. Plasmabrenner zur Erzeugung eines gerichteten Hochdruck-Plasmastrahls umfassend eine Gaszuführung, eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Plasmas, und eine Austrittsdüse für einen Plasmastrahl, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Plasmaerzeugung ein Magnetron (13) und einen Resonator (5) umfasst, in welchem das unter Druck zugeführte Trägergas durch Einwirkung von Mikrowellen in ein Plasma überführt wird und das Plasma mit einem Druck oberhalb 0,1 MPa aus der Austrittsdüse (3) austreten lässt.
  16. Plasmabrenner nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Trägergases oder Plasmagases im Resonator (5) 0,2 bis 0,8 MPa beträgt.
  17. Plasmabrenner nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrowellenleistung im Resonator (5) bei 0,8 bis 20 kW liegt.
  18. Plasmabrenner nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführvorrichtung (31) für feste oder flüssige Bestandteile in der Nähe der Düse(3) vorgesehen ist.
  19. Plasmabrenner nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung als Ringdüse um den Plasmastrahl (9) herum ausgestaltet ist.
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