Sachbericht zum Verwendungsnachweis Verbundprojekt "Entwicklung eines Kaltplasmamoduls zur Abluftdesinfektion und -reinigung von Beatmungsgeräten" Teilprojekt "Entwicklung einer vollkeramischen Plasmaelektrode"

Abstract

Die Permittivität des Dielektrikums kann von 10-30 durch Variation des Al2O3/ZrO2-Verhältnis und von 30-130 durch Variation des ZrO2/TiO2-Verhältnis eingestellt werden. Der Meilenstein „Permittivität kann von 10-50 auf ±5 eingestellt“ wurde erreicht. Leitenden Keramiken konnten unter geeigneten Sinterbedingungen im TiO2-Nb2O5 System sowie aus den Mischungen Al2O3 mit Nb2O5 bzw. TiO2 hergestellt werden. Der Meilenstein Leitfähigkeit ≥0,1 S/cm wird durch Sinterung oder thermischer Behandlung unter reduzierender Atmosphäre erreicht. Zur Elektrodenfertigung geeignete Materialverbunde sind durch uniaxiales Pressen, Oberflächenbeschichtung, Filamentdruck und Siebdruck auf Substrate aus Dielektrikum herstellbar. Für eine kostengünstige Großserienfertigung wäre das uniaxiale Pressen die 22 geeignete Fertigungsmethode. Für in Kleinserienfertigung hergestellte individuellere Elektroden wäre der Siebdruck die empfohlene Fertigungsmethode. Die elektrischen Kontaktierungen können über den Siebdruck von kommerziellen Edelmetallpasten hergestellt werden. Die Eignung, der über reduzierende thermische Prozesse hergestellten Elektroden zur Plasmaerzeugung, konnte im Projektzeitraum leider nicht geprüft werden. Von QC konnten keine Elektroden gefertigt werden, mit denen ein längerer Plasmabetrieb möglich war. Auch wenn sich im Rahmen des Projektes herausgestellt hat, dass die entwickelten Elektroden nicht für die vorgesehene Anwendung der Desinfektion der Luft in Beatmungssystemen geeignet sind, konnte QC wichtige Erkenntnisse zur Herstellung elektrisch leitender Keramiken auf der Basis von oxidischen Rohstoffen gewinnen, die mit hoher Wahrscheinlichkeit bei anderen Anwendungen zum Einsatz kommen werden. Die entwickelten leitenden Materialien könnten z.B. als oxidationsbeständige Hochtem- peraturleiter oder als IR undurchlässige Isolationsmaterialien bei hohen Temperaturen eingesetzt werden. Entsprechende Versuche werden mit Kunden bereits durchgeführt.