Plasma-material interaction and electrode degradation in high voltage ignition discharges

摘要: Erosion of material caused by electrical discharges takes place in many technical applications. Particularly, spark plugs, the durability is mainly determined electrode erosion ignition discharges. A better understanding wear mechanisms will help developing new materials with enhanced resistance against erosion. In this work, different aspects complex interaction between plasma discharge and are investigated based on experimental observations simulations. The mode behavior quantitatively analyzed regard to arc glow phase fractions for conditions pressure gas. The influence these parameters discussed. This work especially focuses formation microscopic craters surface. Their morphology microstructure characterized means FIB/SEM dual beam techniques. depth modifications extent molten region determined. To complete observations, thermal analysis crater performed using analytical models FEM Characteristic values time, power density current involved estimated. These related characteristic spark, effects phases surface degradation Die von Materialien, die einer elektrischen Entladung hervorgerufen wird, tritt zahlreichen technischen Anwendungen auf. Auch Lebensdauer Zundkerze wird durch den Zundentladungen verursachte an Elektrodenmaterialien masgeblich bestimmt. Ein besseres Verstandnis der Verschleismechanismen ist groser Bedeutung, um masgeschneiderte Werkstoffe mit verbessertem Funkenerosionsverhalten zu entwickeln. In dieser Arbeit werden verschiedene Aspekte komplexen Wechselwirkung zwischen dem Plasma Zundentladung und Elektrode anhand experimentellen Beobachtungen Simulationen erforscht. Das Entladungsverhalten (Bogen- Glimmanteil) fur Elektrodenwerkstoffe, Gas-, Druckbedingungen quantitativ untersucht. Die Morphologie Mikrostruktur Erosionskratern Hilfe FIB/REM Dual-Beam-Techniken charakterisiert. mikrostrukturellen Veranderungen des Materials unterhalb Oberflache insbesondere Schmelzbadgrose Zur Erganzung Beobachtungen, eine thermische Analyse Kraterbildung mittels analytischen Modellen FEM-Simulationen durchgefuhrt. Charakteristische Werte Kraterbildungsprozesses wie z.B. Warmezufuhr, Strom, Wechselwirkungsdauer bestimmt Bezug auf verschiedenen Phasen diskutiert.