Es geht um einen konkreten Fall: Die Moeller GmbH stellt Schütze her, in denen der Schaltvorgang im Vakuum stattfindet. Dadurch soll ein geringerer Abbrand der Kontakte durch Verhinderung des Abreißfunkens erreicht werden. Allerdings entsteht immer noch ein „Plasmalichtbogen“ (wenn ich es so nennen kann). Soweit ich mich mit dem Thema Plasma auseinander gesetzt habe, entsteht Plasma durch Ionisierung von Gasen und dem Auf- und Abbau elektromagnetischer Felder, erzeugt durch nicht stabile Molekülverbindungen, die den berühmten Leuchteffekt hervorrufen.
Nun zu meiner Frage: Im Vakuum befindet sich kein Gas (Luft, etc), welches die Ionisierung ermöglichen könnte. Wie kommt denoch dieser „Plasmaflug“ zustande.
na ja, immerhin können die beteiligten Kontakte ja auch noch Ionen freisetzen. Dies dürfte auf den Abbrand beim Aufreißen der Kontakte zurückgehen. Ionen => Strom kann noch eine Weile nach dem aufreißen fließen, weil genug freie Ladungsträger vorhanden sind => es können weitere Ionen entstehen.
Nun zu meiner Frage: Im Vakuum befindet sich kein Gas (Luft,
etc), welches die Ionisierung ermöglichen könnte. Wie kommt
denoch dieser „Plasmaflug“ zustande.
dieser Effekt war Ausgangspunkt für eine Abart der PVD-Beschichtungstechnologie: den Vakuumbogen. Wenn Du den googelst, solltest Du Informationen dazu bekommen. Kurze Erklärung: Ein Vakuum enthält natürlich Gas, zumindest, wenn es Menschen gemacht haben. Aber bei Drücken unter ca. 1 Pa kann keine selbstständige Gasentladung mehr brennen (von Kunstgriffen abgesehen), weil es zu wenige potentielle Ladungsträger gibt. Wenn Du aber zwei Kontakte hast, die getrennt werden, während Strom fließt, verdampft der Strom aus einem der beiden Kontakte (normalerweise ist das der mit dem negativeren Potential) etwas Material (meist Metall). Der Bogen (als Sonderform der Gasentladung) brennt dann in diesem Metalldampf weiter. Wenn die Leistungsdichte auf dem einen Kontakt hoch genug ist, um weiteres Material zu verdampfen, versorgt sich der Bogen selbst mit Ladungsträgern, da das verdampfte Material zu ca. 90 % ionisiert ist. Der Restgasdruck spielt dabei keine oder eine nur untergeordnete Rolle (deshalb heißt das Ganze auch Vakuumbogen). Das verrdampfte Material kann man zur Beschichtung nutzen, in diesem Fall ist es eher störend. Es gibt Leute, die schon in den achziger Jahren daran gearbeitet haben, diesen Effekt beim Trennen von Kontakten zu verhindern, es müsste also Material/Literatur vorhanden sein; leider habe ich keine Namen.
Wie bereits gesagt, entsteht Metalldampf beim Trennen der Kontakte. Funkenüberschläge kann man jedoch generell verringern, wenn man eben kein Vakuum, sondern ein Gas nimmt, das sich schwer ionisieren läßt. In der Beschleunigerphysik verwendet man hierzu Schwefel-Hexafluorit (SF6) als Gasfüllung. Vielleicht wäre das auch gut für Relais.