EP4595708A1 - Plasmabehandlung mit flüssigkeitskühlung - Google Patents

Plasmabehandlung mit flüssigkeitskühlung

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Publication number
EP4595708A1
EP4595708A1 EP23782799.3A EP23782799A EP4595708A1 EP 4595708 A1 EP4595708 A1 EP 4595708A1 EP 23782799 A EP23782799 A EP 23782799A EP 4595708 A1 EP4595708 A1 EP 4595708A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
liquid
plasma jet
coating
plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23782799.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daisuke Nishiyama
Dhia Ben Salem
Christian Buske
Magnus Buske
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Plasmatreat GmbH
Original Assignee
Plasmatreat GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102023106618.8A external-priority patent/DE102023106618A1/de
Application filed by Plasmatreat GmbH filed Critical Plasmatreat GmbH
Publication of EP4595708A1 publication Critical patent/EP4595708A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/0035—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G5/00—Cleaning or de-greasing metallic material by other methods; Apparatus for cleaning or de-greasing metallic material with organic solvents
    • H—ELECTRICITY
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    • H05H2242/10—Cooling arrangements
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H2245/00—Applications of plasma devices
    • H05H2245/40—Surface treatments

Definitions

  • the present invention relates to a method for treating a workpiece, in particular for cleaning, reducing and/or coating a workpiece, and to a device for treating, in particular cleaning, reducing and/or coating, a strip-shaped workpiece.
  • Methods for reducing the treatment of workpieces are carried out, for example, in order to achieve better thermal and/or electrical contactability or better wettability of the workpiece surfaces, for example with solder.
  • the reduction treatment of workpieces often aims to facilitate subsequent process steps on the workpieces, such as gluing or soldering to other workpieces, or to make them possible in the first place.
  • Various methods for reducing the treatment are known from the prior art.
  • the present invention is based on the object of providing an improved method and an improved device for the reliable treatment, in particular cleaning, reduction treatment and/or coating, of workpieces, which are particularly suitable for inline use and preferably enable selective treatment, in particular cleaning, reduction treatment and/or coating, on workpiece surfaces.
  • This object is achieved according to the invention by a method for treating a workpiece, in which an atmospheric plasma jet is generated, in which a workpiece to be treated is brought into contact with a liquid, and in which a surface of the workpiece to be treated, in particular the workpiece to be cleaned, reduced and/or coated, and/or the liquid is exposed to the atmospheric plasma jet.
  • the aforementioned object is achieved according to the invention in particular by a method for the reduction treatment of a workpiece, in which an atmospheric plasma jet is generated, in which a workpiece to be reduced is exposed to a SE/fu 220174WO September 25, 2023 Liquid is brought into contact and in which a surface of the workpiece to be reduced and/or the liquid is exposed to the atmospheric plasma jet.
  • a reduction treatment of a surface of a workpiece is understood in particular to mean that oxides on the workpiece surface are chemically converted so that after the reduction treatment there are no or at least lower oxidic components on the then reduced workpiece surface or the reduced workpiece surface section.
  • the oxides on the workpiece surface can be reduced in particular by removing oxygen from the oxides and chemically binding it in another way, for example in particular by species contained in the plasma jet.
  • the process described here can achieve that the workpiece is cooled in the area of the surface to be reduced, so that this area is less prone to reoxidation after the reduction treatment.
  • the workpiece surface can be at least partially covered with the liquid by the contact with the liquid, thereby preventing or at least reducing direct contact of the workpiece surface with an oxygen-containing atmosphere in the environment, so that reoxidation is also prevented or reduced in this way.
  • an atmospheric plasma jet is generated and a surface of the workpiece to be reduced and/or the liquid is exposed to the atmospheric plasma jet.
  • the actual reduction of oxides on the workpiece surface can therefore be brought about in particular by exposing a surface of the workpiece, in particular a section of the workpiece surface to be reduced, to the atmospheric plasma jet.
  • the reduction of oxides on the workpiece surface can also be carried out in such a way that, instead of directly exposing the workpiece to the atmospheric plasma jet, the liquid is exposed to the atmospheric plasma jet, thereby plasma-activating it. It has been found that a liquid plasma-activated in this way can also have a reducing effect on the surface of the workpiece.
  • the reducing effect of the atmospheric plasma jet can be achieved by exposing the atmospheric plasma jet to a reducing gas or SE/fu 220174WO September 25, 2023 Gas mixture, for example forming gas, is generated. Additionally or alternatively, it is possible for a reducing agent to be supplied to the atmospheric plasma jet or to be brought into contact in another way with the surface of the workpiece to be reduced, for example with the liquid.
  • the method is used for reduction treatment on at least partially metallic workpiece surfaces of a workpiece which consists at least partially of metal, for example a metal alloy.
  • the metal can be copper, for example.
  • the workpiece can in particular be a strip-shaped workpiece, in particular a metal strip.
  • the reduction treatment of strip-shaped workpieces can be carried out, for example, to prepare the workpiece surface for subsequent coating, in particular strip coating.
  • the aforementioned object is further achieved according to the invention in particular by a method for coating a workpiece in which an atmospheric plasma jet is generated, in which a workpiece to be coated is brought into contact with a liquid, and in which a surface of the workpiece to be coated and/or the liquid is exposed to the atmospheric plasma jet. It has been found that a surface of a workpiece can be coated reliably and evenly in this way.
  • the workpiece can be coated in particular with a metal layer in the process.
  • a precursor, preferably a salt is added to the liquid, in particular a salt is dissolved in the liquid.
  • the atmospheric plasma jet or the SE/fu 220174WO September 25, 2023 Reactive species generated in the liquid by an atmospheric plasma jet, such as OH-, can in particular cause a chemical redox reaction in which the precursor or a component thereof, in particular a dissociated component of a salt dissolved as a precursor in the liquid, is reduced by absorbing electrons and forms a coating on the surface of the workpiece.
  • the dissociated component can in particular be an ionic residue of a salt, in particular a cationic residue, in particular a metal ionic residue of a salt.
  • the metal cation of the metal salt such as Cu 2+
  • the metal cation of the metal salt can be reduced to the elemental metal, such as Cu, by interaction with the atmospheric plasma jet or with the liquid exposed to the atmospheric plasma jet, so that elemental metal, such as Cu, is deposited on the surface of the workpiece to be coated and a metal coating, such as a copper coating, is formed in this way.
  • a reduction is understood to mean in particular the inclusion of one or more electrodes. Oxygen can be involved in the chemical redox reaction, but this is not necessary.
  • a uniform coating can be achieved in the method for coating a workpiece, in particular by the precursor or by a reaction product of a reaction of the precursor. Furthermore, the workpiece can be cooled in the area of the surface to be coated and/or protected from direct contact with an oxygen-containing atmosphere in the environment, thereby preventing a reversal of a redox reaction caused by the plasma jet SE/fu 220174WO 25 September 2023 or oxidation of the reduced components or of the workpiece surface can be counteracted.
  • an atmospheric plasma jet is generated and a surface of the workpiece to be coated and/or the liquid is exposed to the atmospheric plasma jet.
  • the actual coating of the workpiece surface can therefore be brought about in particular by exposing a surface of the workpiece, in particular a section of the workpiece surface to be coated, to the atmospheric plasma jet, wherein the coating material is made available from the liquid, in particular by the precursor or a reaction product of a reaction of the precursor.
  • the coating of the workpiece surface can also be carried out in such a way that, instead of directly exposing the workpiece to the atmospheric plasma jet, the liquid is exposed to the atmospheric plasma jet, whereby it is plasma-activated.
  • a liquid plasma-activated in this way can, through the reactive species it contains, such as OH-, cause a redox reaction on a precursor dissolved in the liquid or component thereof, in particular on a dissociated component of a salt dissolved as a precursor in the liquid, so that the surface of the workpiece is coated.
  • particularly effective cooling and contact reduction with an oxygen-containing atmosphere are also achieved by the liquid.
  • exposing the liquid to the atmospheric plasma jet increases the effective range of the coating beyond the width of the plasma jet, since the liquid exposed to the plasma jet also causes a coating on the workpiece surface outside the immediate area of influence of the plasma jet.
  • a larger workpiece surface area can be coated with a plasma jet, so that, for example, a larger workpiece can be coated with a smaller number of plasma nozzles or with a smaller number of passes.
  • the atmospheric plasma jet can be generated, for example, with nitrogen (N2), argon, air, forming gas (nitrogen-hydrogen mixture) or an argon-hydrogen mixture.
  • the plasma jet itself already has a certain reducing effect, even if it is generated with a fundamentally non-reducing gas such as nitrogen, so that the plasma jet can, for example, cause a redox reaction on a salt dissolved as a precursor in the liquid or on a dissociated component of the salt.
  • the atmospheric plasma jet is preferably generated with a reducing gas or gas mixture, for example forming gas or an argon-hydrogen mixture.
  • a reducing agent to be added to the atmospheric plasma jet or to be brought into contact with the surface of the workpiece and/or the liquid to be coated in another way.
  • the plasma jet is generated with air, nitrogen or argon
  • a hydrogen-containing agent can be added to the plasma jet or the liquid, for example, or a hydrogen-containing liquid can be used to provide hydrogen for the redox reaction.
  • the workpiece to be coated can be, for example, a workpiece made of polymer, glass, metal, wood, ceramic, leather or textile material, such as SE/fu 220174WO 25 September 2023 material.
  • the workpiece to be coated can also consist of different materials, wherein the workpiece in the area of the surface to be coated preferably consists of one or more of the following materials: polymer, glass, metal, wood, ceramic, leather or textile material.
  • the workpiece to be coated can also be, in particular, a strip-shaped workpiece, in particular a metal strip.
  • the aforementioned object is further achieved according to the invention in particular by a method for cleaning a workpiece, in which an atmospheric plasma jet is generated, in which a workpiece to be cleaned is brought into contact with a liquid and in which a surface of the workpiece to be cleaned and/or the liquid is exposed to the atmospheric plasma jet. It has been found that a surface of a workpiece can be cleaned reliably and evenly in this way.
  • the workpiece to be cleaned can also be, in particular, a strip-shaped workpiece, in particular a metal strip.
  • a device for treating, in particular for cleaning, reducing and/or coating, a strip-shaped workpiece, in particular a metal strip in particular for carrying out the previously described method for treating a workpiece, in particular the previously described method for reducing treatment or the previously described method for coating or the previously described method for cleaning or a respective embodiment thereof, with an immersion bath device which is set up to guide a strip-shaped workpiece through an immersion bath and with a plasma source for generating an atmospheric plasma jet, wherein the plasma source is arranged and set up to apply an atmospheric plasma jet to the immersion bath or to a strip-shaped workpiece guided through the immersion bath of the immersion bath device during operation.
  • SE/fu 220174WO September 25, 2023 strip-shaped workpieces, in particular metal strips, can be treated effectively and reliably, in particular subjected to a reduction treatment and/or coated and/or cleaned.
  • a device can be easily integrated inline into a continuous production operation.
  • the plasma nozzle can in particular be arranged and set up to apply the atmospheric plasma jet to a strip-shaped workpiece guided through the immersion bath device during operation. In this way, the treatment, in particular cleaning and/or reduction treatment and/or coating, can be achieved by directly applying the plasma jet to the workpiece.
  • the plasma nozzle can also be arranged and set up to apply the atmospheric plasma jet to the immersion bath during operation.
  • the treatment effect in particular the cleaning effect and/or reducing effect and/or coating, can also be achieved by applying the atmospheric plasma jet to the liquid brought into contact with the strip-shaped workpiece, so that direct application of the plasma jet to the workpiece is not necessarily required.
  • Exposing the liquid of the immersion bath to the plasma jet also has the advantage that the treatment effect, in particular reduction effect and/or coating and/or cleaning effect, is increased beyond the width of the plasma jet, so that wider surface strips on the workpiece surface can be subjected to treatment, in particular reduction treatment and/or coating and/or cleaning, with a plasma nozzle and, for example, the number of plasma nozzles required for the treatment, in particular reduction treatment and/or coating and/or cleaning, of a strip-shaped workpiece per given width is reduced, in particular compared to a dry plasma treatment process, in particular a dry plasma reduction process or a dry SE/fu 220174WO September 25, 2023 Plasma coating process or a dry plasma treatment process.
  • the immersion bath device can in particular have a container for receiving a volume of liquid that forms an immersion bath and guide means that are arranged and set up to guide a strip-shaped workpiece through the immersion bath.
  • Guide rollers for example, are suitable as guide means and can also be easily integrated into a continuous production operation.
  • the device can have dispensing and receiving means that are set up to dispense the strip-shaped material before the treatment, in particular reduction treatment and/or coating and/or cleaning, and to receive the strip-shaped material after the treatment, in particular reduction treatment and/or coating and/or cleaning.
  • the dispensing and/or receiving means can, for example, be designed as roll(s), so that the strip-shaped material can be unrolled from the dispensing means for dispensing or rolled up onto the receiving means for receiving.
  • the device can have transport means for transporting the strip-shaped workpiece through the immersion bath device.
  • transport means can be formed by the guide means, for example by rotating rollers, and/or by the delivery and receiving means, for example by driven delivery and/or receiving means. Alternatively or additionally, separate transport means can be provided.
  • the device can have sensors for measuring the temperature of the liquid and/or the workpiece, thereby enabling monitoring and/or control SE/fu 220174WO September 25, 2023 of operation is made possible.
  • the temperature of the workpiece can be regulated in this way, for example when it leaves the immersion bath, so that the strip-shaped workpiece is prevented from heating up above a predetermined temperature value in the immersion bath, for example by cooling it with preferably provided coolants, in order to prevent reoxidation processes or general oxidation processes after it leaves the immersion bath. If the temperature of the workpiece and/or the immersion bath increases too much, for example, the cooling capacity of the coolants provided can be increased, the transport speed of the workpiece through the immersion bath and/or the intensity of the plasma jet can be regulated.
  • the device can have several plasma sources.
  • the plasma sources can be arranged in particular transversely to the transport direction of the strip-shaped workpiece. Additionally or alternatively, several plasma sources can also be provided along the transport direction of the strip-shaped workpiece in order to enable particularly fast guidance of the strip-shaped workpiece with sufficient treatment effect, in particular sufficient reducing treatment effect and/or sufficient coating and/or sufficient cleaning.
  • the individual embodiments each apply independently of one another to the method for treatment, in particular to the method for reduction treatment, to the method for coating and the method for cleaning, and to the device for treatment, in particular reduction treatment and/or coating and/or cleaning.
  • the individual embodiments can be combined with one another as desired.
  • SE/fu 220174WO September 25, 2023 In one embodiment of the method for treatment, in particular reduction treatment and/or coating and/or cleaning, the workpiece is brought into contact with the liquid by arranging the workpiece in a volume of liquid, in particular submerging it, before the surface or the liquid is exposed to the plasma jet.
  • the contact between liquid and workpiece is increased, so that better cooling of the workpiece, in particular in the area of the workpiece surface to be treated, in particular to be reduced and/or coated and/or cleaned, is achieved by the liquid. Furthermore, in this way, the contact of the workpiece surface with an atmosphere that may contain oxygen can be reduced. In this way, oxidation or reoxidation of the treated, in particular reduced and/or coated and/or cleaned, workpiece surface can be prevented or at least reduced.
  • the workpiece is arranged in the liquid volume in such a way that the height of the liquid volume covering a surface of the workpiece facing the surface of the liquid volume, in particular the surface of the workpiece to be treated, in particular to be reduced and/or coated and/or cleaned, is at least 1 mm, preferably at least 3 mm, particularly preferably at least 5 mm.
  • the application of the atmospheric plasma jet is effected in such a way that a portion of the liquid volume located above the workpiece is locally displaced by the atmospheric plasma jet.
  • an effective application of the atmospheric plasma jet to the surface of the workpiece to be treated, in particular to be reduced and/or coated and/or cleaned, can be achieved even when the workpiece is arranged in the liquid, in particular submerged in it.
  • the atmospheric plasma jet can locally displace the liquid volume above the workpiece, in particular practically completely, so that at the location of the plasma impact there is no liquid locally or only a thin liquid film with a height above the workpiece surface of less than 1 mm, in particular less than 10 ⁇ m, for example in the size range of a few molecular layers.
  • the workpiece can be practically directly impacted by the plasma jet and thus a particularly strong and targeted treatment, in particular reduction effect and/or coating and/or cleaning, can be achieved.
  • the liquid is displaced locally, the workpiece outside the plasma jet remains sufficiently covered with liquid and can thus be effectively cooled and/or shielded from an oxygen-containing atmosphere.
  • the atmospheric plasma jet can also displace the liquid volume above the workpiece in such a way that a macroscopic liquid volume, for example with a height of at least 1 mm, preferably at least 2 mm, more preferably at least 3 mm, remains above the workpiece surface at the location of the plasma application. In this way, a good and targeted treatment effect, in particular reduction effect and/or coating and/or cleaning, can also be achieved.
  • the displacement of the liquid volume in particular the degree of displacement, can be controlled, for example, via the distance between the plasma nozzle and the surface SE/fu 220174WO September 25, 2023 of the workpiece and/or via the working gas flow or working gas pressure of the plasma nozzle.
  • the displacement of the liquid volume, in particular the degree of displacement can be influenced by adjusting the height of the liquid above the workpiece. For example, with lower liquid heights for local liquid displacement, sufficient local water displacement can be achieved even with a greater distance between the plasma nozzle and the workpiece or a lower working gas flow or pressure.
  • the workpiece in particular for cleaning and/or reduction treatment, is brought into contact with the liquid by exposing the workpiece to the liquid, in particular by spraying it, during and/or after exposure to the plasma jet.
  • the liquid can be applied over the entire surface of the workpiece or locally in the area where the plasma jet is applied.
  • the workpiece can be cooled and/or contact with the oxygen-containing atmosphere can be reduced, for example as long as the workpiece has an increased temperature due to the application of the plasma jet.
  • the reducing effect of the atmospheric plasma jet can be enhanced or even generated by the application of the liquid, for example by using a liquid with a reducing effect, possibly under the influence of the plasma jet.
  • the application, in particular spraying, of the workpiece can be carried out in a targeted and metered manner.
  • large-area, prolonged contact between the workpiece and the liquid can be avoided as required, which can be advantageous in certain applications or with certain workpiece materials.
  • SE/fu 220174WO September 25, 2023 By applying the plasma jet during or after exposure to the liquid, a property of the liquid can also be influenced in a targeted manner, for example by controlling the temperature of the liquid.
  • local application has the advantage of requiring less liquid to be provided.
  • the atmospheric plasma jet is generated using a reducing working gas, in particular a working gas containing hydrogen.
  • the working gas can, for example, contain hydrogen (H2) and one or more inert gases such as nitrogen (N2) or noble gases (e.g. Ar).
  • H2 hydrogen
  • N2 nitrogen
  • noble gases e.g. Ar
  • One conceivable working gas is, for example, forming gas, which is a mixture of hydrogen and nitrogen.
  • the forming gas can, for example, have a hydrogen content (H2) in the range from 1 to 15 vol.% and a nitrogen content (N2) in the range from 99 - 85 vol.%.
  • the plasma jet generated with a hydrogen-containing working gas has a reducing effect of its own, without this having to be caused in another way, such as by the liquid.
  • the liquid can be, for example, a hydrogen-free liquid or a liquid that only contains hydrogen in a strongly bound form, for example an organic liquid.
  • the reducing effect of the plasma jet can in particular reduce metal ions to elemental metal in order to coat the workpiece with metal.
  • the reduction of the metal ion SE/fu 220174WO September 25, 2023 can be carried out in particular by reactive species, such as OH-, which are generated by exposing the liquid to the plasma jet.
  • a hydrogen-containing liquid preferably water-containing liquid, in particular water
  • the liquid can provide hydrogen, which in combination with the atmospheric plasma jet brings about a strong reducing effect.
  • a non-reducing, for example inert, working gas is used to generate the plasma jet, since the reducing effect is brought about by the hydrogen from the liquid.
  • air can be used to generate the atmospheric plasma jet, whereby the operating costs of the methods and the device can be kept low.
  • reactive species such as OH-, with a reducing effect can be generated by exposing the liquid to the plasma jet.
  • an organic liquid is used as the liquid.
  • the organic liquid can, for example, be a bromine-containing solution, whereby a disinfecting effect can be achieved on the surface of the workpiece, in particular in addition to a reduction treatment and/or coating and/or cleaning.
  • the atmospheric plasma jet is generated with a plasma nozzle, wherein the plasma nozzle has a nozzle opening from which the plasma jet emerges during operation.
  • the plasma jet can be directed in a targeted manner, in particular onto the workpiece surface to be treated.
  • the use of such a plasma nozzle allows a targeted treatment, in particular reduction treatment and/or coating and/or cleaning, of certain sections of a surface of the workpiece.
  • the distance between the nozzle opening of the plasma nozzle and the surface of the workpiece whereby the treatment effect, in particular reduction effect, coating and/or cleaning, or the displacement of liquid between the surface of the workpiece and the atmospheric plasma jet can be adjusted.
  • the plasma nozzle and the workpiece are moved relative to one another during exposure to the plasma jet. In this way, larger surface areas of a workpiece can be treated, in particular reduced and/or coated and/or cleaned.
  • targeted treatments, in particular reduction treatments and/or coatings and/or cleanings can be carried out in certain sections of a surface of the workpiece in this way.
  • the atmospheric plasma jet is generated by means of electrical discharges in a working gas.
  • Plasma jets can be easily aligned and have proven to be very efficient in reducing oxides on workpiece surfaces, in particular metal surfaces, and/or in generating reactive species with a reducing effect. It has also been shown that good coating and/or cleaning results can be achieved with such a plasma jet in the coating or cleaning process described. It is also possible to supply working gas with different gases. In addition, the working gas flow can be adjusted in order to provide sufficient reducing gas for the reduction or redox reaction and/or to bring about a desired liquid displacement between the surface of the workpiece and the atmospheric plasma jet.
  • the atmospheric plasma jet is generated by means of an arc-like discharge in a working gas, the arc-like discharge being generated by applying a high-frequency high voltage between electrodes.
  • a reactive plasma jet with a comparatively low ion temperature is generated, whereby the heating of the workpiece or the liquid when exposed to the plasma jet and the tendency of the workpiece surface to reoxidize or the tendency of metal ions reduced to elemental metal to oxidize can be reduced.
  • at least two electrodes can be provided in particular, as well as a voltage source to apply a high-frequency high voltage to the electrodes.
  • the high-frequency high voltage for generating a high-frequency arc-like discharge has in particular a voltage in the range of 1 - 100 kV, preferably 1 - 50 kV, more preferably 10 - 50 kV, and a frequency of 1 - 300 kHz, in particular 1 - 100 kHz, preferably 10 - 100 kHz, more preferably 10 - 50 kHz.
  • a precursor in particular a metal-containing precursor, is or is added to the liquid.
  • the precursor is preferably a salt.
  • the salt is or is dissolved in the liquid.
  • a mixture of different precursors, in particular different salts, can also be or is added to the liquid.
  • the salt can in particular be a metal salt.
  • the metal-containing salt can in particular contain one or more of the following metals: Ag, Cu, Zn, Ni, Sn, Au.
  • an Ag-containing precursor can be added to the liquid or can contain an Ag-containing precursor, wherein the Ag-containing precursor is preferably selected from the following list: silver acetate (CH3CO2Ag), silver carbonate (Ag2CO3), silver chloride (AgCl), silver iodide (AgI), silver nitrate (AgNO3), silver perchlorate monohydrate (AgClO4.H2O), silver sulphate (Ag2SO4), silver bromide (AgBr), silver trifluoroacetate (CF3COOAg), silver chromate (Ag2CrO4), silver sulphide (Ag2S), silver citrate (C6H5Ag3O7), mixtures of two or more of the acetate (CH3CO2Ag), silver carbonate (Ag2
  • a Cu-containing precursor can be added to the liquid or contain a Cu-containing precursor, wherein the Cu-containing precursor is preferably selected from the following list: bis(2,4-pentanedionato)copper(II) (C10H14CuO4), copper(II)-2-ethylhexanoate (C16H30CuO2), copper glycinate, tetraaminecopper sulfate 1-hydrate, copper(II) acetate hydrate, copper(II) acetate anhydrate, copper(II) bromide, copper(II) carbonate, copper(II) chloride, copper(II) chloride dihydrate, copper(II) chloride anhydrate, copper(II) chloride solution, copper(II) citrate hemihydrate, copper(II) formate 4-hydrate, copper(II) gluconate, copper(II) nitrate 3-hydrate, copper(II) nitrate solution, copper(II) oxa
  • a Zn-containing precursor can be added to the liquid or contain a Zn-containing precursor, wherein the Zn-containing precursor is preferably selected from the following list: zinc acetate 2-hydrate, zinc acetate anhydrate, zinc ascorbate, zinc asparate, zinc bromide anhydrate, zinc bromide solution, zinc carbonate, zinc chloride anhydrate, zinc citrate 2-hydrate, zinc citrate 3-hydrate, zinc formate anhydrate, zinc gluconate, zinc glycinate, zinc lactate 2-hydrate, zinc nitrate 6-hydrate, zinc picolinate, zinc sulfate 1-hydrate, zinc sulfate 7-hydrate, mixtures of two or more of the aforementioned compounds, mixtures containing at least one of the aforementioned compounds.
  • the Zn-containing precursor is preferably selected from the following list: zinc acetate 2-hydrate, zinc acetate anhydrate, zinc ascorbate, zinc asparate, zinc bromide anhydrate, zinc bromide solution, zinc carbonate, zinc chloride anhydrate, zinc citrate 2-hydrate
  • a Ni-containing precursor can be added to the liquid or contain a Ni-containing precursor, wherein the Ni-containing precursor is preferably selected from the following list: ammonium nickel(II) sulphate 6-hydrate, nickel(II) acetate 4-hydrate, nickel(II) bromide anhydrate, nickel(II) bromide hydrate, nickel(II) bromide solution, nickel(II) carbonate, nickel(II) chloride 6-hydrate, nickel(II) chloride anhydrate, nickel(II) chloride solution, nickel(II) citrate hydrate, nickel(II) formate 2-hydrate, nickel(II) gluconate, nickel(II) glycinate, nickel(II) lactate 4-hydrate, nickel(II) nitrate 6-hydrate, nickel(II) nitrate solution, nickel sulphamate solution, nickel sulphate 6-hydrate, nickel sulphate solution, mixtures of two or more of the aforementioned compounds, mixtures containing at least one of the Ni-containing
  • a Sn-containing precursor can be added to the liquid or can contain a Sn-containing precursor, wherein the Sn-containing precursor is preferably selected from the following list: tin(IV) chloride, tin(II) bromide, tin(II) chloride, tin(II) fluoride, tin(II) iodide, tin(II) oxalate, tin(II) pyrophosphate, tin(II) selenide, tin(II) sulfate, tin(II) sulfide, tin(II) telluride, tin(IV) bromide, SE/fu 220174WO September 25, 2023 Tin(IV) fluoride, tin(IV) iodide, tin(IV) sulfate, tin(IV) sulfate dihydrate, tin(IV) sulfide, mixtures of
  • an Au-containing precursor can be added to the liquid or can contain an Au-containing precursor, wherein the Au-containing precursor is preferably selected from the following list: gold(III) chloride, gold(I) chloride, gold(III) chloride trihydrate, gold(V) fluoride, gold(I) acetylide, gold(I) azide, gold(I) bromide, gold(I) cyanide, gold(I) iodide, gold(I) oxide, gold(I) sulfide, gold(I) thiocyanate, gold(III) bromide, gold(III) chloride, gold(III) fluoride, gold(III) iodide, gold(III) selenate, gold(III) sulfide, mixtures of two or more of the aforementioned compounds, mixtures containing at least one of the aforementioned compounds.
  • the Au-containing precursor is preferably selected from the following list: gold(III) chloride, gold(I) chloride, gold(III) chloride trihydrate
  • the liquid is in particular a solvent for the salt.
  • the liquid can in particular be selected from the following list of liquids: water, alcohols such as ethanol, methanol or isopropanol, ketones such as acetone, acids such as organic acids or inorganic acids, dimethyl sulfoxide, amino-based solvents such as pyridine, propionitrile or ammonia, mixtures of two or more of the aforementioned solvents, mixtures containing at least one of the aforementioned solvents.
  • a liquid in which the selected precursor has good solubility can be selected as the solvent.
  • the liquid can be heated, for example to a temperature above 30 °C, preferably above 50 °C, in order to increase the solubility of the previously described precursors in the liquid.
  • a weak acid corresponding to the salt can be added to the liquid to form a buffer solution SE/fu 220174WO 25 September 2023 generate, such as carbonic acid when using a metal carbonate such as tin carbonate as a precursor or citric acid when using a metal citrate such as copper (II) citrate as a precursor.
  • a metal carbonate such as tin carbonate as a precursor
  • citric acid when using a metal citrate such as copper (II) citrate as a precursor.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of the method for the reduction treatment of a workpiece
  • Fig. 3 shows a second embodiment of the method for the reduction treatment of a workpiece
  • Fig. 4 shows a third embodiment of the method for the reduction treatment of a workpiece
  • Fig. 5 shows a fourth embodiment of the method for the reduction treatment of a workpiece
  • Fig. 6 shows an embodiment of the device for the reduction treatment and / or coating and / or cleaning of a strip-shaped workpiece and a further embodiment of the method for the reduction treatment and / or coating and / or cleaning using this device
  • Fig. 7 shows an embodiment of the method for coating and, if necessary, cleaning a workpiece
  • Figure 1 shows a plasma source in the form of a plasma nozzle 2 for generating an atmospheric plasma jet 26.
  • the plasma nozzle 2 has a nozzle tube 4 made of metal, which tapers conically to a nozzle opening 6.
  • the nozzle tube 4 has a swirl device 8 with an inlet 10 for a gas flow, in particular a working gas, for example nitrogen, air or forming gas.
  • An intermediate wall 12 of the swirl device 8 has a ring of obliquely arranged holes 14 in the circumferential direction, through which the gas flow is swirled.
  • the downstream, conically tapered part of the nozzle tube is therefore flowed through by the gas flow in the form of a vortex 16, the core of which runs on the longitudinal axis of the nozzle tube.
  • An electrode 18 is arranged centrally on the underside of the intermediate wall 12, which projects coaxially into the nozzle tube in the direction of the tapered section.
  • the electrode 18 is electrically connected to the intermediate wall 12 and the other parts of the swirl device 8.
  • the SE/fu 220174WO September 25, 2023 The swirl device 8 is electrically insulated from the nozzle tube 4 by a ceramic tube 20.
  • a high-frequency high voltage which is generated by a transformer 22, is applied to the electrode 18 via the swirl device 8.
  • the inlet 10 is supplied with a working gas flow 23 via a line (not shown).
  • the nozzle tube 4 is grounded.
  • the applied voltage generates a high-frequency discharge in the form of an arc 24 between the electrode 18 and the nozzle tube 4.
  • the electrode 18 connected to the transformer and the grounded nozzle tube 4 thus represent discharge means 25 which are set up to generate a high-frequency high-voltage discharge in the form of the arc 24, i.e. an arc-like discharge, in a gas flow 23.
  • the terms “arc”, “arc discharge” or “arc-like discharge” are used here as a phenomenological description of the discharge, since the discharge occurs in the form of an arc.
  • arc is also used elsewhere as a form of discharge for direct current discharges with essentially constant voltage values. In the present case, however, it is a high-frequency discharge in the form of an arc, i.e. a high-frequency, arc-like discharge. Due to the swirling flow of the working gas, this arc is channeled in the vortex core on the axis of the nozzle tube 4, so that it only branches off to the wall of the nozzle tube 4 in the area of the nozzle opening 6.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of the method for the reduction treatment of a workpiece 202 in a schematic representation.
  • a liquid volume 212 of a liquid 210 is provided in a container 218 provided for this purpose and the workpiece 202 to be treated is arranged in the liquid 210 and in particular submerged, so that the surface 204 of the workpiece 202 to be reduced is exposed to the liquid 210, in particular is covered by the liquid 210, for example with a coverage height of 5 mm.
  • the surface 204 of the workpiece 202 to be treated is preferably aligned towards the liquid surface 213 of the liquid volume 212.
  • the liquid 210 can be, for example, a hydrogen-containing liquid, preferably a water-containing liquid, in particular water, or an organic liquid.
  • an atmospheric plasma jet 230 is generated by a high-frequency high-voltage discharge in a working gas, which exits from a nozzle opening 232 of the plasma nozzle 228.
  • the working gas can be a reducing working gas, in particular forming gas, or a non-reducing working gas, for example air.
  • the plasma jet 230 is directed onto the surface 204 of the workpiece 202 to be reduced, which is submerged in this embodiment.
  • the working gas flow of the plasma nozzle 228 is set such that the atmospheric plasma jet 230 locally displaces the liquid 210 between the plasma nozzle 228 and the surface 204 practically completely, so that in a treatment area 214 no liquid or only a thin liquid film remains on the surface 204 of the workpiece 202, so that the surface 204 in the treatment area 214 is practically directly exposed to the plasma jet 230.
  • the surface 204 of the workpiece 202 By exposing the surface 204 of the workpiece 202 to the atmospheric plasma jet 230, the surface is subjected to a reduction treatment SE/fu 220174WO September 25, 2023 in which oxides present there, possibly also a continuous oxide layer (shown schematically in the figures by a thick black line on the workpiece surface), are effectively reduced, so that the surface 204, after exposure to the atmospheric plasma jet 230, in the treatment region 214 has a reduced surface area with a significantly lower oxide content or completely without oxides (shown schematically in the figures by a hatched area on the workpiece surface).
  • a reduction treatment SE/fu 220174WO September 25, 2023 in which oxides present there, possibly also a continuous oxide layer (shown schematically in the figures by a thick black line on the workpiece surface), are effectively reduced, so that the surface 204, after exposure to the atmospheric plasma jet 230, in the treatment region 214 has a reduced surface area with a significantly lower oxide content or completely without oxides (shown
  • the plasma nozzle 228 and the workpiece 202 are moved relative to one another, so that the surface 204 of the workpiece can be reduced in predetermined sections or completely, so that a reduced workpiece surface remains.
  • the plasma nozzle 228 is moved relative to the workpiece 202 with a displacement device 229.
  • heat energy is introduced locally into the workpiece 202, in particular on the surface 204 of the workpiece 202 in the treatment area 214. This heat can be effectively dissipated by contact with the liquid 210, in particular when the liquid 210 flowing back into the previously applied area when the plasma nozzle is switched off or moved covers the previous treatment area again.
  • the treatment area 214 is exposed to the liquid 210 immediately after the reduction treatment and is thus efficiently cooled.
  • the returning liquid reduces, in particular prevents, contact with an atmosphere that may contain oxygen, which immediately inhibits reoxidation, in particular until the workpiece has cooled sufficiently.
  • the distance between the plasma nozzle 228 and the surface 204 of the workpiece 202 can be adjusted.
  • the working gas flow or the SE/fu 220174WO September 25, 2023 Pressure of the working gas introduced into the plasma nozzle 228 can be adjusted.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of another embodiment of the method for the reduction treatment of a workpiece 302.
  • the method 300 shown in Fig.3 is similar to the method 200 shown in Fig.2.
  • Components that correspond to one another are provided with the same reference numerals and reference is made to the explanations for Fig.2.
  • the method 300 differs from the method 200 in that several plasma nozzles 328 are provided for generating a respective atmospheric plasma jet 330, so that a larger area of the workpiece surface 304 of the workpiece 302 can be subjected to a reduction treatment simultaneously in respective treatment areas 314.
  • the plasma nozzles 328 can each have a structure and a function like the plasma nozzle 2 from Fig.1.
  • the plasma nozzles 328 and the workpiece 302 are moved relative to one another, so that the surface 304 of the workpiece 302 can be reduced in predetermined sections or completely, so that a reduced workpiece surface remains.
  • the container 318 with the workpiece is moved relative to the plasma nozzles 328 using a displacement device 329.
  • Figure 4 shows a schematic representation of another embodiment of the method for the reduction treatment of a workpiece 202.
  • the method 400 shown in Fig.4 is similar to the method 200 shown in Fig.2.
  • SE/fu 220174WO September 25, 2023 Components that correspond to one another are provided with the same reference numerals and reference is made to the explanations for Fig. 2.
  • the method 400 differs from the method 200 in that the distance of the plasma nozzle 228 from the workpiece 202 and/or the working gas flow or pressure for supplying the plasma nozzle 228 are set such that the liquid 210 between the plasma nozzle 228 and the surface 204 of the workpiece 202 in the treatment area 214 is only displaced to such an extent that a macroscopic liquid film 416 still remains on the workpiece surface 204 in the treatment area 214.
  • the plasma jet 230 therefore acts in particular on the liquid 210 of the liquid film 416. In this way, the liquid 210 of the liquid film 416 is excited or activated by the atmospheric plasma jet 230.
  • the liquid 210 - as an alternative to exposure directly in the area of the surface 204 of the workpiece 202 - can also be exposed to the plasma jet 230 away from the surface 204 of the workpiece 202, as shown schematically in Fig.4 by the position of the plasma nozzle 228' shown in dashed lines.
  • the liquid 210 is exposed to the plasma jet 230' emerging from the plasma nozzle 228' away from the workpiece surface 204. Tests have shown that such exposure of the liquid 210 gives it a reducing effect, so that the workpiece surface 204 is reduced.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of another embodiment of the method for the reduction treatment of a workpiece 502.
  • a workpiece 502 with a surface 504 to be reduced is arranged such that the surface 504 of the workpiece 502 is accessible.
  • a plasma nozzle 528 which can be designed, for example, like the plasma nozzle 2 shown in Fig.1, an atmospheric plasma jet 530 is generated and directed at the workpiece surface 504 so that it is exposed to the plasma jet 530 in a treatment area 514.
  • the plasma nozzle 528 is supplied with a hydrogen-containing working gas, for example forming gas.
  • the plasma jet 530 therefore has a reducing effect, so that oxides present on the workpiece surface 504 are reduced.
  • the workpiece surface 504 is exposed to, in particular sprayed, a liquid 510 by means of a spray device 516. In this way, heat energy introduced by the atmospheric plasma jet 530 can be effectively dissipated from the workpiece surface 504, so that the workpiece surface 504 heats up less and the susceptibility to reoxidation is reduced.
  • the reduced workpiece surface 504 is covered by the liquid 510, which reduces contact with the oxygen-containing atmosphere and thus further inhibits reoxidation.
  • the flow rate of the liquid 510 is preferably set on the spray device 516 so that the treatment area 514 is completely exposed to the liquid 510 and in this way sufficient cooling of the workpiece 502 on the workpiece surface 504 is achieved.
  • the liquid 510 can be water, for example. It has been found that in this embodiment, the use of a hydrogen-containing working gas for the plasma nozzle 528 can even be dispensed with and an inert gas or air can be used instead, since the hydrogen contained in the water in combination with the plasma jet 530 already leads to a reducing effect.
  • the liquid 510 can also be an organic liquid, for example if the workpiece surface 504 is sensitive to water or should dry quickly after the reduction treatment. SE/fu 220174WO September 25, 2023
  • the plasma nozzle 528 and the workpiece 502 can be moved relative to one another in order to subject the workpiece surface 504 to a reduction treatment in predetermined sections or completely. If the plasma nozzle 528 is moved, the spray device 516 is preferably moved along with it and/or the orientation of the spray device 516 is adjusted such that the treatment area 514 continues to be exposed to the liquid 510.
  • the method 500 similar to the method 300 shown in Figure 3, can also be carried out using several plasma sources 528 and/or several spray devices 516.
  • FIG. 6 shows an embodiment of the device for reduction treatment and/or coating and/or cleaning of a strip-shaped workpiece.
  • the device 601 comprises an immersion bath device 617 with an immersion tank 618 for receiving a liquid volume 612 of a liquid 610, which thus forms an immersion bath 620.
  • the dipping bath 618 is open at the top so that a strip-shaped workpiece 602 can be introduced into the dipping bath 620 and taken out again and, for example, inline integration into a continuous production process is possible.
  • the dipping bath device 617 further comprises guide means 622 which are arranged and set up to guide a strip-shaped workpiece 602 through the dipping bath 620.
  • the guide means 622 are arranged and set up such that the strip-shaped workpiece 602 can be guided completely below the surface 613 of the liquid volume 612 during operation, at least in sections, in particular at least in one treatment area 614, so that a workpiece surface 604 of the strip-shaped workpiece 602 to be reduced and/or coated and/or cleaned in the SE/fu 220174WO September 25, 2023 Treatment area 614 is covered by the liquid 610.
  • the guide means 622 are designed as guide rollers in the present example.
  • the device 601 also comprises a plasma source 628 in the form of a plasma nozzle for generating an atmospheric plasma jet 630, which can be designed, for example, like the plasma nozzle 2 from Figure 1.
  • the plasma nozzle 628 is arranged and set up in such a way that the atmospheric plasma jet emerging from the plasma nozzle 628 during operation is directed in the treatment area 614 onto the workpiece surface 604 of the strip-shaped workpiece 602 guided through the immersion bath 620 with the guide means 622.
  • the distance between the plasma nozzle 628 and the workpiece surface 604 of the strip-shaped workpiece 602 (moving device 629) and/or the working gas flow or pressure of the plasma nozzle 628 can be adjusted so that the liquid 610 in the treatment area is displaced practically completely (as shown in Fig.6) or partially (analogous to Fig.4 or 7), so that the workpiece surface 604 can be subjected to a reduction treatment and/or coating and/or cleaning by direct exposure to the plasma jet 630 and/or by exposure to the liquid 610 in the area of the workpiece surface 604.
  • the plasma nozzle 628 can be arranged so that the plasma jet 630 is directed at the liquid 610 away from the strip-shaped workpiece 602 (analogous to the plasma nozzle 228' shown in dashed lines in Fig.4).
  • the device 601 can have delivery means 624 for delivering the strip-shaped workpiece 602 with the workpiece surface 604 to be reduced and/or coated and/or cleaned and/or receiving means 626 for receiving the strip-shaped workpiece 602 after the reduction treatment.
  • the delivery and receiving means 624, 626 are designed as, preferably driven, rollers, so that the strip-shaped workpiece SE/fu 220174WO September 25, 2023 602 is unrolled from the delivery means 624 for delivery and rolled up onto the receiving means 626 for collection.
  • driven delivery and receiving means 624, 626 these also represent transport means for transporting the strip-shaped workpiece 602 through the immersion bath 620.
  • the transport means can also be formed by the guide means 622 if these are driven.
  • a method 600 for reducing the strip-shaped workpiece 602 can be carried out by guiding the workpiece 602 through the immersion bath 620 by means of the transport means and exposing the surface 604 to be reduced and/or the liquid 610 to the plasma jet 630.
  • an oxide layer can be reduced from the surface of the strip-shaped workpiece 602.
  • the workpiece with oxide layer is shown schematically as a black band and the reduced workpiece as a hatched band.
  • the device 601 can additionally or alternatively be used to carry out a method 600' for coating the strip-shaped workpiece 602 by guiding the workpiece 602 through the immersion bath 620 using the transport means and exposing the surface 604 to be coated and/or the liquid 610 to the plasma jet 630.
  • a metal salt is dissolved in the liquid 610 for the coating.
  • the reactive species generated in the liquid 610 by the plasma jet 630 reduce the metal ion of the metal salt dissociated in the liquid to elemental metal and deposit it on the surface of the strip-shaped workpiece 602 as a metal layer. In this way, the surface of the strip-shaped workpiece 602 can be coated with a metal layer.
  • a method 600'' for cleaning the strip-shaped workpiece 602 can be carried out in addition or as an alternative by guiding the workpiece 602 through the immersion bath 620 by means of the transport means and the SE/fu 220174WO September 25, 2023 surface 604 to be cleaned and/or liquid 610 is exposed to the plasma jet 630.
  • the reactive species generated in the liquid 610 by the plasma jet 630 can interact with contaminants on the surface of the strip-shaped workpiece 602 to be cleaned and chemically decompose them and/or detach them from the surface. In this way, the surface of the strip-shaped workpiece 602 can be cleaned.
  • Figure 7 shows a first embodiment of the method for coating and, if necessary, cleaning a workpiece 702 in a schematic representation.
  • a liquid volume 712 of a liquid 710 is provided in a container 718 provided for this purpose and the workpiece 702 to be treated is arranged in the liquid 710 and in particular submerged, so that the surface 704 of the workpiece 702 to be coated is exposed to the liquid 710, in particular is covered by the liquid 710, for example with a coverage height of 5 mm.
  • the surface 704 of the workpiece 702 to be coated is preferably aligned towards the liquid surface 713 of the liquid volume 712.
  • a metal salt is dissolved in the liquid 710 as a precursor, for example an Ag, Cu, Zn, Ni, Sn or Au salt.
  • the liquid is a solvent for the metal salt.
  • the liquid 710 can also be heated, for example to a temperature of over 30 °C, preferably over 50 °C.
  • a plasma nozzle 728 provided, which can be designed, for example, like the plasma nozzle 2 shown in Figure 1, an atmospheric plasma jet 730 is generated by a high-frequency high-voltage discharge in a working gas, which exits from a nozzle opening 732 of the plasma nozzle 728.
  • the working gas can be a reducing working gas, in particular forming gas, or a non-reducing working gas, for example air.
  • the plasma jet 730 is directed onto the surface 704 of the workpiece 702 to be coated, which is submerged in this embodiment.
  • the working gas flow or pressure for supplying the plasma nozzle 728 is set such that the liquid 710 between the plasma nozzle 728 and the surface 704 of the workpiece 702 in the treatment area 714 is only displaced to such an extent that a macroscopic liquid film 716 remains on the workpiece surface 704 in the treatment area 714.
  • the plasma jet 730 therefore acts in particular on the liquid 710 of the liquid film 716.
  • the working gas flow or pressure for supplying the plasma nozzle 728 can alternatively also be set such that only a microscopic liquid film remains on the workpiece surface 704 in the treatment area 714.
  • the metal cation (e.g. Cu 2+ ) is thus reduced to elemental metal (e.g. Cu) in the area of the workpiece surface 704 and thus forms a metal layer 740 on the workpiece surface 704.
  • the redox reaction can proceed as follows: SE/fu 220174WO 25 September 2023 where Me x+ (aq) is a metal ion dissolved in water and ionized x times, xe- x electrons and Me 0 (s) is the reduced metal as a solid.
  • the electrons can be made available in particular by OH-, which are created by applying the plasma jet 730 to the liquid 710, for example according to the reaction equation O2 + 2 H2O + 4e- ⁇ 4 OH-.
  • the redox reaction can therefore proceed as follows, for example:
  • the plasma nozzle 728 and the workpiece 702 are moved relative to one another so that the surface 704 of the workpiece can be coated in predetermined sections or completely, so that a reduced workpiece surface remains.
  • the plasma nozzle 728 is moved relative to the workpiece 702 using a displacement device 729. Because the surface 704 of the workpiece 702 is covered by the liquid film 716 during coating, the heat energy introduced by the plasma jet 730 can be absorbed and dissipated by the liquid 710 so that the workpiece 702 does not heat up significantly.
  • the liquid film 716 prevents contact with the oxygen-containing atmosphere.
  • a redox reaction can also be achieved at a distance from the plasma jet 730 on the precursor and thus a coating of the workpiece surface 704 can be determined, presumably because reducing species generated in the liquid 710 by the plasma jet 730, such as OH-, are distributed in the liquid 710 and can thus reduce metal ions to elemental metal even far from the plasma jet 730. Therefore, the liquid 710 can - as an alternative to being exposed directly in the area of the surface 704 of the workpiece 702 - also be exposed to the plasma jet 730 away from the surface 704 of the workpiece 702, as is shown schematically in Fig.7 by the position of the plasma nozzle 728' shown in dashed lines.
  • the liquid 710 is exposed to the plasma jet 730' exiting from the plasma nozzle 728' away from the workpiece surface 704. Tests have shown that such exposure of the liquid 710 gives it a reducing effect, so that in the area of the workpiece surface 704, metal ions are reduced to elemental metal, which then deposits on the workpiece surface 704. With this embodiment, it is also possible, for example, to coat several workpieces 702 arranged in the liquid volume 712 at the same time.
  • the species generated in the liquid 710 by the plasma jet 730 such as OH-, can also interact with any contaminants, for example organic contaminants, on the workpiece surface 704, in particular chemically converting them and/or detaching them from the workpiece surface 704.
  • the workpiece surface 704 can also be cleaned, in particular before it is coated.
  • a coating of a workpiece can in principle also be achieved with one of the embodiments of the method described with reference to Figs. 2 - 5, for example by applying a precursor, in particular a salt, for example metal salt, SE/fu 220174WO 25 September 2023 added, in particular introduced into the liquid or dissolved in it.
  • the embodiments of the method from Fig.2 - 5 can also be used to clean the surface of the workpiece. Tests were carried out to test the coating method from Fig.7. Test 1: A card made of the plastic acrylonitrile butadiene styrene (ABS) was coated with silver.
  • ABS plastic acrylonitrile butadiene styrene
  • the uncoated card was arranged in the liquid volume 712 (see Fig.7) so that the top of the card to be coated was covered with a macroscopic liquid film of a few millimeters.
  • the liquid 710 in test 1 was water (H2O) in which the metal salt silver nitrate (AgNO3) was dissolved as a precursor at a concentration of 5 g AgNO3 per 100 mL H2O.
  • the plasma nozzle 728 was operated with nitrogen (N2) as the working gas and the plasma jet was directed at the liquid film 716 above the surface of the card to be coated and moved at a relative speed of 0.5 m/min relative to the surface of the card. To achieve a greater layer thickness, the surface of the card was passed over three times with the plasma jet.
  • the surface of the card had a silver-colored coating.
  • This coating was examined by LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) using a LIBS device of the Microscope EA300 type, distributed by Keyence Deutschland GmbH.
  • the LIBS device was used to examine the element-specific composition of the coating at several points (9 points in a 3x3 grid). It was found that the coating was a layer of silver SE/fu 220174WO September 25, 2023 Furthermore, the ohmic resistance of the coating was measured using a multimeter and it was found that the coating was electrically conductive, i.e. it was an electrically conductive silver layer.
  • a photograph of the card coated with silver is shown in Fig.8.
  • the coating can be seen in the form of lettering (arrow 802) and a surrounding frame (arrow 804).
  • the uncoated area (arrow 806) between the lettering and the frame was created by a mask that was glued to the card before the coating process and removed again after the coating process.
  • Experiment 2 Another card made of the plastic acrylonitrile butadiene styrene (ABS) was coated with copper.
  • the uncoated card was arranged in the liquid volume 712 (see Fig.7) so that the top of the card to be coated was covered with a macroscopic liquid film several millimeters thick.
  • the liquid 710 in test 2 was ethanol in which a silver salt with a concentration of 5 g AgNO3 per 100 mL solution was dissolved as a precursor.
  • the plasma nozzle 728 was operated with nitrogen (N2) as the working gas and the plasma jet was directed at the liquid film 716 above the surface of the card to be coated and moved at a relative speed of 0.5 m/min. relative to the surface of the card. After completion of the process, the surface of the card had a thin yellow-reddish coating.
  • This coating was examined by LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) using a LIBS device of the type Microscope EA300, distributed by Keyence SE/fu 220174WO September 25, 2023 Germany GmbH.
  • the LIBS device was used to examine the element-specific composition of the coating at several points (9 points in a 3x3 grid). It was determined that the coating was a layer of copper. The ohmic resistance of the coating was also measured using a multimeter and it was determined that the coating was electrically conductive, i.e. it was a thin, electrically conductive copper layer. A photograph of the copper-coated card is shown in Fig.9. The coating (arrow 902) shows a slightly visible stripe structure corresponding to the path of the plasma jet over the surface of the card. This structure disappears when the layer thickness is increased, for example by passing the plasma jet over the surface several times.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Behandlung, insbesondere zur Reinigung, Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung, eines Werkstücks (202, 302, 502, 602, 702), bei dem ein atmosphärischer Plasmastrahl (26, 230, 230', 330, 530, 630, 730, 730') erzeugt wird, bei dem ein zu behandelndes Werkstück (202, 302, 502, 602, 702), insbesondere ein zu reinigendes, reduzierendes und/oder zu beschichtendes Werkstück, mit einer Flüssigkeit (210, 510, 610, 710) in Kontakt gebracht wird und bei dem eine Oberfläche (204, 304, 504, 604, 704) des zu behandelnden Werkstücks (202, 302, 502, 602, 704) oder die Flüssigkeit (210, 510, 610, 710) mit dem atmosphärischen Plasmastrahl (26, 230, 230', 330, 530, 630, 730, 730') beaufschlagt wird. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung (601) zur Behandlung, insbesondere Reinigung, Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung, eines bandförmigen Werkstücks (602), insbesondere eines Metallbands, insbesondere zur Durchführung der zuvor genannten Verfahren.

Description

25. September 2023 Plasmabehandlung mit Flüssigkeitskühlung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines Werkstücks, insbesondere zur Reinigung, Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung eines Werkstücks, sowie eine Vorrichtung zur Behandlung, insbesondere Reinigung, Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung, eines bandförmigen Werkstücks. Verfahren zur Reduktionsbehandlung von Werkstücken werden zum Beispiel durchgeführt, um eine bessere thermische und/oder elektrische Kontaktierbarkeit oder eine bessere Benetzbarkeit der Werkstückoberflächen, zum Beispiel mit Lot, zu erreichen. Die Reduktionsbehandlung von Werkstücken zielt häufig darauf ab, nachfolgende Prozessschritte an den Werkstücken, wie ein Verkleben oder Verlöten mit weiteren Werkstücken, zu erleichtern oder überhaupt erst zu ermöglichen. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Reduktionsbehandlung bekannt. Einige dieser Verfahren setzten zum Beispiel chemische Reduktionsmittel wie Flussmittel ein. Diese sind allerdings typischerweise korrosiv und gesundheitsschädlich bzw. setzen gesundheitsschädliche Dämpfe frei. Weiterhin sind Reduktionsverfahren mittels Niederdruckplasmen bekannt, zum Beispiel aus der WO 00/29642 A1. Derartige Niederdruck-Verfahren haben aufgrund der hierbei erforderlichen Ein- und Ausschleusevorgänge jedoch den Nachteil, dass sie sich nur mit größerem technischem Aufwand in einen kontinuierlichen Produktionsbetrieb einbetten lassen. Darüber hinaus sind selektive Reduktionsbehandlungen, bei denen nur bestimmte Teile einer Werkstückoberfläche reduziert werden sollen, bei solchen Niederdruck-Verfahren schwer umzusetzen. Es ist auch darüber nachgedacht worden, atmosphärische Plasmaverfahren zur Reduktionsbehandlung einzusetzen. Es wurde jedoch festgestellt, dass es bei diesen Verfahren häufig zu einer schnellen Reoxidation der reduzierten Werkstückoberfläche kommt, so dass die betreffenden Werkstückoberflächen letztlich nicht zuverlässig von Oxiden befreit wurden. Weiterhin sind aus dem Stand der Technik verschiedene Verfahren zur Beschichtung von Werkstücken unter Einsatz eines atmosphärischen Plasmastrahls bekannt, so zum Beispiel aus der EP 1230414 B1, und es besteht ein Bedürfnis, Beschichtungsverfahren unter Einsatz eines atmosphärischen Plasmastrahls weiter zu verbessern. Weiterhin sind aus dem Stand der Technik verschiedene Verfahren zur Reinigung von Werkstücken bekannt, insbesondere für eine nachfolgende Beschichtung, und es besteht ein Bedürfnis, ein solches Reinigungsverfahren effizient durchzuführen. Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur zuverlässigen Behandlung, insbesondere Reinigung, Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung, von Werkstücken zur Verfügung zu stellen, die sich insbesondere für einen Inline- Einsatz eignen und vorzugsweise eine selektive Behandlung, insbesondere Reinigung, Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung, an Werkstückoberflächen ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Behandlung eines Werkstücks, bei dem ein atmosphärischer Plasmastrahl erzeugt wird, bei dem ein zu behandelndes Werkstück mit einer Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird und bei dem eine Oberfläche des zu behandelnden Werkstücks, insbesondere des zu reinigenden, reduzierenden und/oder zu beschichtenden Werkstücks, und/oder die Flüssigkeit mit dem atmosphärischen Plasmastrahl beaufschlagt wird. Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch ein Verfahren zur Reduktionsbehandlung eines Werkstücks, bei dem ein atmosphärischer Plasmastrahl erzeugt wird, bei dem ein zu reduzierendes Werkstück mit einer SE/fu 220174WO 25. September 2023 Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird und bei dem eine Oberfläche des zu reduzierenden Werkstücks und/oder die Flüssigkeit mit dem atmosphärischen Plasmastrahl beaufschlagt wird. Es wurde festgestellt, dass sich eine Oberfläche eines Werkstücks auf diese Weise zuverlässig reduzieren lässt. Unter einer Reduktionsbehandlung einer Oberfläche eines Werkstücks wird insbesondere verstanden, dass Oxide an der Werkstückoberfläche chemisch umgewandelt werden, so dass sich nach der Reduktionsbehandlung an der dann reduzierten Werkstückoberfläche bzw. dem reduzierten Werkstückoberflächenabschnitt keine oder jedenfalls geringere oxidische Anteile befinden. Die Oxide an der Werkstückoberfläche können insbesondere dadurch reduziert werden, dass den Oxiden Sauerstoff entzogen und zum Beispiel anderweitig, insbesondere durch im Plasmastrahl enthaltene Spezies, chemisch gebunden wird. Durch eine Reduktionsbehandlung zum Beispiel einer Oberfläche eines Werkstücks aus Kupfer können zum Beispiel an der Oberfläche vorhandene Kupferoxide durch Entzug des Sauerstoffs in Kupfer umgewandelt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, dass bei den bisherigen Versuchen von Reduktionsbehandlungen an Werkstückoberflächen mit einem atmosphärischen Plasmastrahl vor allem die Erwärmung des Werkstücks durch den Plasmastrahl zu einer verstärkten Reoxidation der Werkstückoberfläche geführt hat. Durch das Inkontaktbringen des Werkstücks mit einer Flüssigkeit kann bei dem hier beschriebenen Verfahren erreicht werden, dass das Werkstück im Bereich der zu reduzierenden Oberfläche gekühlt wird, so dass dieser Bereich nach der Reduktionsbehandlung weniger stark zur Reoxidation neigt. Weiterhin kann die Werkstückoberfläche durch den Kontakt mit der Flüssigkeit zumindest teilweise mit dieser bedeckt werden, wodurch ein direkter Kontakt der Werkstückoberfläche zu einer Sauerstoff-haltigen Atmosphäre in der Umgebung verhindert oder zumindest verringert wird, so dass eine Reoxidation auch auf diese Weise verhindert oder reduziert wird. SE/fu 220174WO 25. September 2023 Für die Reduktionsbehandlung wird ein atmosphärischer Plasmastrahl erzeugt und eine Oberfläche des zu reduzierenden Werkstücks und/oder die Flüssigkeit mit dem atmosphärischen Plasmastrahl beaufschlagt. Die eigentliche Reduktion von Oxiden an der Werkstückoberfläche kann also insbesondere dadurch bewirkt werden, dass eine Oberfläche des Werkstücks, insbesondere ein zu reduzierender Abschnitt der Werkstückoberfläche, mit dem atmosphärischen Plasmastrahl beaufschlagt wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Reduktion von Oxiden an der Werkstückoberfläche auch derart vorgenommen werden, dass an Stelle einer direkten Beaufschlagung des Werkstücks mit dem atmosphärischen Plasmastrahl, die Flüssigkeit mit dem atmosphärischen Plasmastrahl beaufschlagt wird, wodurch diese plasmaaktiviert wird. Es wurde festgestellt, dass auch eine auf diese Weise plasmaaktivierte Flüssigkeit einen reduzierenden Effekt auf die Oberfläche des Werkstücks bewirken kann. Bei dieser Ausgestaltung werden zudem eine besonders effektive Kühlung und Kontaktminderung zu einer Sauerstoff-haltigen Atmosphäre durch die Flüssigkeit erreicht. Es wurde zudem erkannt, dass eine Beaufschlagung der Flüssigkeit mit dem atmosphärischen Plasmastrahl den Wirkungsbereich der Reduktionsbehandlung über die Breite des Plasmastrahls hinaus erhöht, da die mit dem Plasmastrahl beaufschlagte Flüssigkeit auch außerhalb des unmittelbaren Einflussbereichs des Plasmastrahls eine Reduktionsbehandlung an der Werkstückoberfläche bewirkt. Anders als bei einer trockenen Reduktionsbehandlung mittels Plasmastrahl, bei der eine Werkstückoberfläche lediglich in dem mit dem Plasmastrahl beaufschlagten Bereich einer Reduktionsbehandlung unterzogen wird, kann mit dem vorliegenden Verfahren mit einem Plasmastrahl damit ein größerer Werkstückoberflächenbereich einer Reduktionsbehandlung unterzogen werden, so dass zum Beispiel ein größeres Werkstück mit einer geringeren Anzahl von Plasmadüsen oder mit einer geringeren Anzahl von Übergängen einer Plasmareduktionsbehandlung unterzogen werden kann. Die reduzierende Wirkung des atmosphärischen Plasmastrahls kann dadurch erreicht werden, dass der atmosphärische Plasmastrahl mit einem reduzierenden Gas bzw. SE/fu 220174WO 25. September 2023 Gasgemisch, beispielsweise Formiergas, erzeugt wird. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass dem atmosphärischen Plasmastrahl ein reduzierendes Mittel zugeführt oder auf andere Weise mit der zu reduzierenden Oberfläche des Werkstücks in Kontakt gebracht wird, beispielsweise mit der Flüssigkeit. Insbesondere dient das Verfahren zur Reduktionsbehandlung an zumindest teilweise metallischen Werkstückoberflächen eines Werkstücks, das zumindest teilweise aus Metall, zum Beispiel einer Metalllegierung, besteht. Bei dem Metall kann es sich beispielsweise um Kupfer handeln. Bei dem Werkstück kann es sich insbesondere um ein bandförmiges Werkstück, insbesondere um ein Metallband, handeln. Die Reduktionsbehandlung bandförmiger Werkstücke kann beispielsweise zur Vorbereitung der Werkstückoberfläche für eine nachfolgende Beschichtung, insbesondere Bandbeschichtung, erfolgen. Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Beschichtung eines Werkstücks, bei dem ein atmosphärischer Plasmastrahl erzeugt wird, bei dem ein zu beschichtendes Werkstück mit einer Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird und bei dem eine Oberfläche des zu beschichtenden Werkstücks und/oder die Flüssigkeit mit dem atmosphärischen Plasmastrahl beaufschlagt wird. Es wurde festgestellt, dass sich eine Oberfläche eines Werkstücks auf diese Weise zuverlässig und gleichmäßig beschichten lässt. Das Werkstück kann bei dem Verfahren insbesondere mit einer Metallschicht beschichtet werden. Für die Beschichtung wird der Flüssigkeit insbesondere ein Precursor, vorzugsweise ein Salz, zugegeben, insbesondere ein Salz in der Flüssigkeit gelöst. Es wurde festgestellt, dass sich eine Werkstückoberfläche auf diese Weise effektiv beschichten lässt, wobei der Precursor oder ein Reaktionsprodukt einer Reaktion des Precursors die Beschichtung bildet. Der atmosphärische Plasmastrahl oder durch den SE/fu 220174WO 25. September 2023 atmosphärischen Plasmastrahl in der Flüssigkeit erzeugte reaktive Spezies, wie zum Beispiel OH-, können insbesondere eine chemische Redoxreaktion bewirken, bei der der Precursor oder ein Bestandteil davon, insbesondere ein dissoziierter Bestandteil eines als Precursor in der Flüssigkeit gelösten Salzes, durch Elektronenaufnahme reduziert wird und eine Beschichtung auf der Oberfläche des Werkstücks bildet. Bei dem dissoziierten Bestandteil kann es sich insbesondere um einen ionischen Rest eines Salzes, insbesondere um einen kationischen Rest, insbesondere metallionischen Rest eines Salzes handeln. Wird als Precursor beispielsweis ein Metallsalz, wie zum Beispiel ein Kupfersalz, verwendet, so kann das Metallkation des Metallsalzes, wie zum Beispiel Cu2+, durch Wechselwirkung mit dem atmosphärischen Plasmastrahl oder mit der durch den atmosphärischen Plasmastrahl beaufschlagten Flüssigkeit dem elementaren Metall, wie zum Beispiel zu Cu, reduziert werden, so dass sich auf der Oberfläche des zu beschichtenden Werkstücks elementares Metall, wie zum Beispiel Cu, abscheidet und sich auf diese Weise eine Metallbeschichtung, wie zum Beispiel Kupferbeschichtung, bildet. Bei dem hier beschriebenen Verfahren zur Beschichtung eines Werkstücks wird unter einer Reduzierung insbesondere die Aufnahme von ein oder mehreren Elektroden verstanden. An der chemischen Redoxreaktion kann Sauerstoff beteiligt sein, erforderlich ist dies jedoch nicht. Durch das Inkontaktbringen des Werkstücks mit einer Flüssigkeit kann bei dem Verfahren zur Beschichtung eines Werkstücks eine gleichmäßige Beschichtung, insbesondere durch den Precursor oder durch ein Reaktionsprodukt einer Reaktion des Precursors, erreicht werden. Weiterhin kann das Werkstück auf diese Weise im Bereich der zu beschichtenden Oberfläche gekühlt und/oder vor einem direkten Kontakt zu einer Sauerstoff-haltigen Atmosphäre in der Umgebung geschützt werden, wodurch einer Umkehrung einer durch den Plasmastrahl bewirkten Redoxreaktion SE/fu 220174WO 25. September 2023 oder einer Oxidation der reduzierten Bestandteile oder der Werkstückoberfläche entgegengewirkt werden kann. Für die Beschichtung wird ein atmosphärischer Plasmastrahl erzeugt und eine Oberfläche des zu beschichtenden Werkstücks und/oder die Flüssigkeit mit dem atmosphärischen Plasmastrahl beaufschlagt. Die eigentliche Beschichtung der Werkstückoberfläche kann also insbesondere dadurch bewirkt werden, dass eine Oberfläche des Werkstücks, insbesondere ein zu beschichtender Abschnitt der Werkstückoberfläche, mit dem atmosphärischen Plasmastrahl beaufschlagt wird, wobei das Beschichtungsmaterial aus der Flüssigkeit, insbesondere durch den Precursor oder ein Reaktionsprodukt einer Reaktion des Precursors, zur Verfügung gestellt wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Beschichtung der Werkstückoberfläche auch derart vorgenommen werden, dass an Stelle einer direkten Beaufschlagung des Werkstücks mit dem atmosphärischen Plasmastrahl, die Flüssigkeit mit dem atmosphärischen Plasmastrahl beaufschlagt wird, wodurch diese plasmaaktiviert wird. Es wurde festgestellt, dass eine auf diese Weise plasmaaktivierte Flüssigkeit durch die darin enthaltenen reaktiven Spezies, wie zum Beispiel OH-, eine Redoxreaktion an einem in der Flüssigkeit gelösten Precursor oder Bestandteil davon, insbesondere an einem dissoziierten Bestandteil eines als Precursor in der Flüssigkeit gelösten Salzes, bewirken kann, so dass es zu einer Beschichtung der Oberfläche des Werkstücks kommt. Bei dieser Ausgestaltung wird zudem eine besonders effektive Kühlung und Kontaktminderung zu einer Sauerstoff- haltigen Atmosphäre durch die Flüssigkeit erreicht. Es wurde zudem erkannt, dass eine Beaufschlagung der Flüssigkeit mit dem atmosphärischen Plasmastrahl den Wirkungsbereich der Beschichtung über die Breite des Plasmastrahls hinaus erhöht, da die mit dem Plasmastrahl beaufschlagte Flüssigkeit auch außerhalb des unmittelbaren Einflussbereichs des Plasmastrahls eine Beschichtung an der Werkstückoberfläche bewirkt. Anders als bei einer trockenen Beschichtung mittels Plasmastrahl, bei der eine Werkstückoberfläche lediglich in dem mit dem Plasmastrahl beaufschlagten Bereich beschichtet wird, kann mit dem SE/fu 220174WO 25. September 2023 vorliegenden Verfahren mit einem Plasmastrahl damit ein größerer Werkstückoberflächenbereich beschichtet werden, so dass zum Beispiel ein größeres Werkstück mit einer geringeren Anzahl von Plasmadüsen oder mit einer geringeren Anzahl von Übergängen beschichtet werden kann. Der atmosphärische Plasmastrahl kann beispielsweise mit Stickstoff (N2), Argon, Luft, Formiergas (Stickstoff-Wasserstoff-Mischung) oder einer Argon-Wasserstoff- Mischung erzeugt werden. Der Plasmastrahl selbst hat bereits eine gewisse reduzierende Wirkung, selbst wenn er mit einem grundsätzlich nicht reduzierenden Gas wie Stickstoff erzeugt wird, so dass der Plasmastrahl zum Beispiel eine Redoxreaktion an einem als Precursor in der Flüssigkeit gelösten Salz bzw. einem dissoziierten Bestandteil des Salzes bewirken kann. Um durch den atmosphärischen Plasmastrahl eine Redoxreaktion an einem Precursor in der Flüssigkeit, insbesondere an einem als Precursor in der Flüssigkeit gelösten Salz bzw. einem dissoziierten Bestandteil des Salzes zu bewirken oder zu verstärken, wird der atmosphärische Plasmastrahl vorzugsweise mit einem reduzierenden Gas bzw. Gasgemisch, beispielsweise Formiergas oder einer Argon-Wasserstoff-Mischung, erzeugt. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass dem atmosphärischen Plasmastrahl ein reduzierendes Mittel zugeführt oder auf andere Weise mit der zu beschichtenden Oberfläche des Werkstücks und/oder der Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird. Wird beispielsweise der Plasmastrahl mit Luft, Stickstoff oder Argon erzeugt, so kann dem Plasmastrahl oder der Flüssigkeit zum Beispiel ein Wasserstoff- haltiges Mittel zugegeben werden oder eine Wasserstoff-haltige Flüssigkeit verwendet werden, um Wasserstoff für die Redoxreaktion bereitzustellen. Auf diese Weise kann eine stärkere Beschichtungswirkung erreicht werden. Bei dem zu beschichtenden Werkstück kann es sich beispielsweise um ein Werkstück aus Polymer, Glas, Metall, Holz, Keramik, Leder oder Textilmaterial, wie zum Beispiel SE/fu 220174WO 25. September 2023 Stoff, handeln. Das zu beschichtende Werkstück kann auch aus verschiedenen Materialien bestehen, wobei das Werkstück im Bereich der zu beschichtenden Oberfläche vorzugsweise aus ein oder mehreren der folgenden Materialien besteht: Polymer, Glas, Metall, Holz, Keramik, Leder oder Textilmaterial. Bei dem zu beschichtenden Werkstück kann es sich weiterhin insbesondere um ein bandförmiges Werkstück, insbesondere um ein Metallband, handeln. Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin insbesondere gelöst durch ein Verfahren zur Reinigung eines Werkstücks, bei dem ein atmosphärischer Plasmastrahl erzeugt wird, bei dem ein zu reinigendes Werkstück mit einer Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird und bei dem eine Oberfläche des zu reinigenden Werkstücks und/oder die Flüssigkeit mit dem atmosphärischen Plasmastrahl beaufschlagt wird. Es wurde festgestellt, dass sich eine Oberfläche eines Werkstücks auf diese Weise zuverlässig und gleichmäßig reinigen lässt. Bei dem zu reinigenden Werkstück kann es sich weiterhin insbesondere um ein bandförmiges Werkstück, insbesondere um ein Metallband, handeln. Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung zur Behandlung, insbesondere zur Reinigung, Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung, eines bandförmigen Werkstücks, insbesondere eines Metallbands, insbesondere zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens zur Behandlung eines Werkstücks, insbesondere des zuvor beschriebenen Verfahrens zur Reduktionsbehandlung oder des zuvor beschriebenen Verfahrens zur Beschichtung oder des zuvor beschriebenen Verfahrens zur Reinigung oder einer jeweiligen Ausführungsform davon, mit einer Tauchbadeinrichtung, die dazu eingerichtet ist, ein bandförmiges Werkstück durch ein Tauchbad zu führen und mit einer Plasmaquelle zur Erzeugung eines atmosphärischen Plasmastrahls, wobei die Plasmaquelle dazu angeordnet und eingerichtet ist, im Betrieb das Tauchbad oder ein durch das Tauchbad der Tauchbadeinrichtung geführtes bandförmiges Werkstück mit einem atmosphärischen Plasmastrahl zu beaufschlagen. Mit einer solchen Vorrichtung lassen SE/fu 220174WO 25. September 2023 sich bandförmige Werkstücke, insbesondere Metallbänder, effektiv und zuverlässig behandeln, insbesondere einer Reduktionsbehandlung unterziehen und/oder beschichten und/oder reinigen. Weiter lässt sich eine solche Vorrichtung gut inline in einen kontinuierlichen Produktionsbetrieb integrieren. Die Plasmadüse kann insbesondere dazu angeordnet und eingerichtet sein, im Betrieb ein durch die Tauchbadeinrichtung geführtes bandförmiges Werkstück mit dem atmosphärischen Plasmastrahl zu beaufschlagen. Auf diese Weise kann die Behandlung, insbesondere Reinigung und/oder Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung, durch die direkte Beaufschlagung des Werkstücks mit dem Plasmastrahl erreicht werden. Weiterhin kann die Plasmadüse auch dazu angeordnet und eingerichtet sein, im Betrieb das Tauchbad mit dem atmosphärischen Plasmastrahl zu beaufschlagen. Wie zuvor in Bezug auf das Verfahren beschrieben, wurde festgestellt, dass die Behandlungswirkung, insbesondere die reinigende Wirkung und/oder reduzierende Wirkung und/oder Beschichtung, auch durch eine Beaufschlagung der mit dem bandförmigen Werkstück in Kontakt gebrachten Flüssigkeit mit dem atmosphärischen Plasmastrahl erreicht werden kann, so dass es einer direkten Beaufschlagung des Werkstücks mit dem Plasmastrahl nicht notwendigerweise bedarf. Eine Beaufschlagung der Flüssigkeit des Tauchbads mit dem Plasmastrahl hat zudem den Vorteil, dass sich die Behandlungswirkung, insbesondere Reduktionswirkung und/oder Beschichtung und/oder Reinigungswirkung, über die Breite des Plasmastrahls hinaus erhöht, so dass sich mit einer Plasmadüse breitere Oberflächenstreifen auf der Werkstückoberfläche einer Behandlung, insbesondere Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung, unterziehen lassen und zum Beispiel die Anzahl der Plasmadüsen, die zur Behandlung, insbesondere Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung, eines bandförmigen Werkstücks pro vorgegebener Breite erforderlich ist, insbesondere gegenüber einem trockenen Plasmabehandlungsverfahren, insbesondere einem trockenen Plasmareduktionsverfahren bzw. einem trockenen SE/fu 220174WO 25. September 2023 Plasmabeschichtungsverfahren bzw. einem trockenen Plasmabehandlungsverfahren, reduzieren lässt. Die Tauchbadeinrichtung kann insbesondere ein Behältnis zur Aufnahme eines Flüssigkeitsvolumens, das ein Tauchbad bildet, und Führungsmittel, die dazu angeordnet und eingerichtet sind, ein bandförmiges Werkstück durch das Tauchbad zu führen, aufweisen. Als Führungsmittel eignen sich beispielsweise Führungsrollen, die sich zudem gut in einen kontinuierlichen Produktionsbetrieb integrieren lassen. Die Vorrichtung kann Abgabe- und Aufnahmemittel aufweisen, die zur Abgabe des bandförmigen Materials vor der Behandlung, insbesondere Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung, und zur Aufnahme des bandförmigen Materials nach der Behandlung, insbesondere Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung, eingerichtet sind. Die Abgabe- und/oder Aufnahmemittel können beispielsweise als Rolle(n) ausgebildet sein, so dass das bandförmige Material zur Abgabe von dem Abgabemittel abgerollt oder zur Aufnahme auf das Aufnahmemittel aufgerollt werden kann. Durch diese Ausgestaltung wird eine kompakte Lagerung des Materials ermöglicht und der Kontakt zwischen dessen Oberfläche und der Sauerstoff-haltigen Atmosphäre in vorteilhafter Weise vermindert, so dass die oxidative Wirkung der Atmosphärenluft auf die Oberfläche des bandförmigen Werkstücks verringert wird. Weiterhin kann die Vorrichtung Transportmittel für den Transport des bandförmigen Werkstücks durch die Tauchbadeinrichtung aufweisen. Diese Transportmittel können durch die Führungsmittel, beispielsweise durch rotierende Rollen, und/oder durch die Abgabe- und Aufnahmemittel, beispielsweise durch angetriebene Abgabe- und/oder Aufnahmemittel, gebildet werden. Alternativ oder zusätzlich können gesonderte Transportmittel vorgesehen werden. Ferner kann die Vorrichtung Sensoren zur Temperaturmessung der Flüssigkeit und/oder des Werkstücks aufweisen, wodurch eine Überwachung und/oder Regelung SE/fu 220174WO 25. September 2023 des Betriebs ermöglicht wird. Insbesondere kann auf diese Weise die Temperatur des Werkstücks, beispielsweise bei Austritt aus dem Tauchbad, geregelt werden, so dass im Tauchbad, beispielsweise durch dessen Kühlung mit vorzugsweise vorgesehenen Kühlmitteln, ein Aufheizen des bandförmigen Werkstücks über einen vorgegebenen Temperaturwert verhindert wird, um Reoxidationsprozesse oder allgemein Oxidationsprozesse nach Austritt aus dem Tauchbad zu verhindern. Bei einer zu starken Temperaturerhöhung des Werkstücks und/oder des Tauchbads können zum Beispiel die Kühlleistung vorgesehener Kühlmittel erhöht, die Transportgeschwindigkeit des Werkstücks durch das Tauchbad und/oder die Intensität des Plasmastrahls geregelt werden. Weiterhin kann die Vorrichtung mehrere Plasmaquellen aufweisen. Zur Behandlung, insbesondere Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung, großer Flächen, beispielsweise breiter bandförmiger Werkstücke oder mehrerer nebeneinander angeordneter bandförmiger Werkstücke, können die Plasmaquellen insbesondere quer zur Transportrichtung des bandförmigen Werkstücks angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ können auch mehrere Plasmaquellen entlang der Transportrichtung des bandförmigen Werkstücks vorgesehen sein, um eine besonders schnelle Führung des bandförmigen Werkstücks mit ausreichender Behandlungswirkung, insbesondere ausreichender reduzierender Behandlungswirkung und/oder ausreichender Beschichtung und/oder ausreichender Reinigung, zu ermöglichen. Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der Verfahren und der Vorrichtung beschrieben, wobei die einzelnen Ausführungsformen jeweils unabhängig voneinander für das Verfahren zur Behandlung, insbesondere für das Verfahren zur Reduktionsbehandlung, für das Verfahren zur Beschichtung und das Verfahren zur Reinigung, und für die Vorrichtung zur Behandlung, insbesondere Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung, gelten. Darüber hinaus können die einzelnen Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden. SE/fu 220174WO 25. September 2023 Bei einer Ausführungsform des Verfahrens zur Behandlung, insbesondere Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung, wird das Werkstück mit der Flüssigkeit in Kontakt gebracht, indem das Werkstück vor der Beaufschlagung der Oberfläche oder der Flüssigkeit mit dem Plasmastrahl in einem Flüssigkeitsvolumen angeordnet, insbesondere untergetaucht wird. Auf diese Weise wird der Kontakt zwischen Flüssigkeit und Werkstück vergrößert, so dass eine bessere Kühlung des Werkstücks, insbesondere im Bereich der zu behandelnden, insbesondere zu reduzierenden und/oder zu beschichtenden und/oder zu reinigenden, Werkstückoberfläche, durch die Flüssigkeit erreicht wird. Weiterhin kann auf diese Weise der Kontakt der Werkstückoberfläche zu einer ggf. Sauerstoff- haltigen Atmosphäre reduziert werden. Auf diese Weise lässt sich eine Oxidation oder Reoxidation der behandelten, insbesondere reduzierten und/oder beschichteten und/oder gereinigten, Werkstückoberfläche verhindern oder zumindest vermindern. Vorzugsweise wird das Werkstück derart in dem Flüssigkeitsvolumen angeordnet, dass die Überdeckungshöhe des Flüssigkeitsvolumens über einer zur Oberfläche des Flüssigkeitsvolumens gerichteten Oberfläche des Werkstücks, insbesondere der zu behandelnden, insbesondere zu reduzierenden und/oder zu beschichtenden und/oder zu reinigenden, Oberfläche des Werkstücks, mindestens 1 mm, vorzugsweise mindestens 3 mm, besonders bevorzugt mindestens 5 mm beträgt. Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Behandlung, insbesondere Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung, wird das Beaufschlagen mit dem atmosphärischen Plasmastrahl derart bewirkt, dass ein oberhalb des Werkstücks befindlicher Anteil des Flüssigkeitsvolumens durch den atmosphärischen Plasmastrahl lokal verdrängt wird. Auf diese Weise kann eine wirkungsvolle Beaufschlagung der zu behandelnden, insbesondere zu reduzierenden und/oder zu beschichtenden und/oder zu reinigenden, Oberfläche des Werkstücks mit dem atmosphärischen Plasmastrahl auch dann erreicht werden, wenn das Werkstück in der Flüssigkeit angeordnet, insbesondere darin untergetaucht ist. Durch das lokale Verdrängen der Flüssigkeit mit dem Plasmastrahl kann eine stärkere SE/fu 220174WO 25. September 2023 Reduktionswirkung und/oder gezieltere Beschichtung und/oder Reinigung erreicht werden. Der atmosphärische Plasmastrahl kann das Flüssigkeitsvolumen oberhalb des Werkstücks lokal insbesondere praktisch vollständig verdrängen, so dass am Ort der Plasmabeaufschlagung lokal keine Flüssigkeit oder lediglich ein dünner Flüssigkeitsfilm mit einer Höhe über der Werkstückoberfläche von weniger als 1 mm, insbesondere weniger als 10 µm, zum Beispiel im Größenbereich einiger Moleküllagen, verbleibt. Auf diese Weise kann eine praktisch direkte Beaufschlagung des Werkstücks mit dem Plasmastrahl und dadurch eine besonders starke und zielgerichtete Behandlung, insbesondere Reduktionswirkung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung, erreicht werden. Da das Verdrängen der Flüssigkeit lokal erfolgt, bleibt das Werkstück außerhalb des Plasmastrahls ausreichend mit Flüssigkeit bedeckt und kann somit effektiv gekühlt und/oder von einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre abgeschirmt werden. Der atmosphärische Plasmastrahl kann das Flüssigkeitsvolumen oberhalb des Werkstücks alternativ auch so verdrängen, dass auch am Ort der Plasmabeaufschlagung ein makroskopisches Flüssigkeitsvolumen, beispielsweise mit einer Höhe von mindestens 1 mm, vorzugsweise mindestens 2 mm, weiter bevorzugt mindestens 3 mm, über der Werkstückoberfläche verbleibt. Auf diese Weise kann ebenfalls eine gute und gezielte Behandlungswirkung, insbesondere Reduktionswirkung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung, erreicht werden. Gleichzeitig wird das die Flüssigkeit während der Plasmabeaufschlagung durchgehend von der Flüssigkeit bedeckt, so dass eine effizientere Kühlung der Werkstückoberfläche erreicht und ein direkter Kontakt zu Sauerstoff der umgebenden Atmosphäre unterbunden wird. Die Verdrängung des Flüssigkeitsvolumens, insbesondere der Grad der Verdrängung, kann zum Beispiel über den Abstand zwischen der Plasmadüse und der Oberfläche SE/fu 220174WO 25. September 2023 des Werkstücks und/oder über den Arbeitsgasfluss oder Arbeitsgasdruck der Plasmadüse eingestellt werden. Weiterhin kann die Verdrängung des Flüssigkeitsvolumens, insbesondere der Grad der Verdrängung, durch eine Anpassung der über dem Werkstück befindlichen Flüssigkeitshöhe beeinflusst werden. So kann beispielsweise bei geringeren Flüssigkeitshöhen zur lokalen Flüssigkeitsverdrängung bereits bei größerem Abstand zwischen Plasmadüse und Werkstück bzw. geringerem Arbeitsgasfluss oder –druck eine ausreichende lokale Wasserverdrängung erreicht werden. Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens, insbesondere zur Reinigung und/oder Reduktionsbehandlung, wird das Werkstück mit der Flüssigkeit in Kontakt gebracht, indem das Werkstück während und/oder nach der Beaufschlagung mit dem Plasmastrahl mit der Flüssigkeit beaufschlagt, insbesondere besprüht wird. Die Beaufschlagung mit der Flüssigkeit kann über die gesamte Oberfläche des Werkstücks oder lokal im Bereich der Beaufschlagung mit dem Plasmastrahl erfolgen. Durch das Beaufschlagen der Werkstückoberfläche mit der Flüssigkeit während der Beaufschlagung mit dem Plasmastrahl kann das Werkstück gekühlt und/oder der Kontakt mit sauerstoffhaltiger Atmosphäre reduziert werden, zum Beispiel solange das Werkstück durch die Beaufschlagung mit dem Plasmastrahl eine erhöhte Temperatur aufweist. Weiterhin kann die reduzierende Wirkung des atmosphärischen Plasmastrahls durch die Beaufschlagung mit der Flüssigkeit verstärkt oder erst erzeugt werden, beispielsweise indem eine Flüssigkeit mit, ggf. unter Einwirkung des Plasmastrahls, reduzierender Wirkung verwendet wird. Das Beaufschlagen, insbesondere Besprühen, des Werkstücks kann insbesondere gezielt und dosiert erfolgen. Insbesondere kann bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens bedarfsgemäß ein großflächiger, länger andauernder Kontakt zwischen dem Werkstück und der Flüssigkeit vermieden werden, was in bestimmten Anwendungsfällen oder bei bestimmten Werkstückmaterialien vorteilhaft sein kann. SE/fu 220174WO 25. September 2023 Durch das Beaufschlagen während oder nach der Beaufschlagung mit dem Plasmastrahl kann zudem eine Eigenschaft der Flüssigkeit gezielt beeinflusst werden, beispielsweise durch Temperierung der Flüssigkeit. Zudem ergibt sich aus einer lokalen Beaufschlagung der Vorteil einer geringeren erforderlichen Flüssigkeitsbereitstellung. Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Behandlung, insbesondere Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung, wird der atmosphärische Plasmastrahl unter Verwendung eines reduzierenden Arbeitsgases, insbesondere eines Wasserstoff-haltigen Arbeitsgases erzeugt. Das Arbeitsgas kann beispielsweise Wasserstoff (H2) und ein oder mehrere inerte Gase wie zum Beispiel Stickstoff (N2) oder Edelgase (z.B. Ar) enthalten. Ein denkbares Arbeitsgas ist zum Beispiel Formiergas, bei dem es sich um eine Mischung aus Wasserstoff und Stickstoff handelt. Das Formiergas kann beispielsweise einen Wasserstoffgehalt (H2) im Bereich von 1 bis 15 Vol.-% und einen Stickstoffgehalt (N2) im Bereich von 99 – 85 Vol.-% aufweisen. Bei Verwendung eines Wasserstoff-haltigen Arbeitsgases bewirkt der darin enthaltene Wasserstoff zusammen mit dem atmosphärischen Plasmastrahl eine starke Reduktionswirkung am Werkstück bzw. – wenn die Flüssigkeit mit dem Plasmastrahl beaufschlagt wird – in der Flüssigkeit. Insbesondere weist der mit einem Wasserstoff- haltigen Arbeitsgas erzeugte Plasmastrahl von sich aus eine reduzierende Wirkung auf, ohne dass diese anderweitig, wie zum Beispiel durch die Flüssigkeit, bewirkt werden muss. Auf diese Weise kann die Flüssigkeit beispielsweise eine Wasserstoff- freie Flüssigkeit oder eine Flüssigkeit, die Wasserstoff lediglich in stark gebundener Form enthält, beispielsweise eine organische Flüssigkeit, sein. Bei dem Verfahren zur Beschichtung kann durch die reduzierende Wirkung des Plasmastrahls insbesondere eine Reduktion von Metallionen zu elementarem Metall erfolgen, um das Werkstück mit Metall zu beschichten. Die Reduktion des Metallions SE/fu 220174WO 25. September 2023 kann insbesondere durch reaktive Spezies, wie zum Beispiel OH-, erfolgen, die durch Beaufschlagung der Flüssigkeit mit dem Plasmastrahl erzeugt werden. Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Behandlung, insbesondere Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung, wird als Flüssigkeit eine Wasserstoff-haltige Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser-haltige Flüssigkeit, insbesondere Wasser, verwendet. Auf diese Weise kann die Flüssigkeit Wasserstoff bereitstellen, der in Kombination mit dem atmosphärischen Plasmastrahl eine stark reduzierende Wirkung herbeiführt. In diesem Fall ist es beispielsweise denkbar, dass zur Erzeugung des Plasmastrahls ein nicht-reduzierendes, beispielsweise inertes, Arbeitsgas verwendet wird, da die reduzierende Wirkung durch den Wasserstoff aus der Flüssigkeit bewirkt wird. Beispielsweise kann Luft zur Erzeugung des atmosphärischen Plasmastrahls verwendet werden, wodurch die Betriebskosten der Verfahren und der Vorrichtung gering gehalten werden können. Insbesondere können durch die Beaufschlagung der Flüssigkeit mit dem Plasmastrahl reaktive Spezies, wie zum Beispiel OH-, mit reduzierender Wirkung erzeugt werden. Bei dem Verfahren zur Beschichtung können zum Beispiel Metallionen durch die reaktiven Spezies zu elementarem Metall reduziert werden. Bei einer Ausführungsform des Verfahrens zur Behandlung, insbesondere Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung, wird als Flüssigkeit eine organische Flüssigkeit verwendet. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei der Behandlung von Werkstücken aus wasserempfindlichen, beispielsweise korrosionsanfälligen, Materialien oder wenn auf dem Werkstück vorhandenes flüssiges Wasser für nachfolgende Verfahrensschritte nachteilig ist. Insbesondere kann durch die Verwendung einer organischen Flüssigkeit eine schnelle oder einfache Trocknung der Materialoberfläche erreicht werden, insbesondere bei Verwendung einer leicht flüchtigen organischen Flüssigkeit. SE/fu 220174WO 25. September 2023 Die organische Flüssigkeit kann beispielsweise eine Brom-haltige Lösung sein, wodurch insbesondere zusätzlich zu einer Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung eine desinfizierende Wirkung an der Oberfläche des Werkstücks erreicht werden kann. Diese Ausgestaltung ist daher beispielsweise insbesondere für Produktionsprozesse von Werkstücken relevant, die für einen Einsatz in der Medizin oder für den Kontakt mit Lebensmittel vorgesehen sind. Bei einer Ausführungsform des Verfahrens zur Behandlung, insbesondere Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung, wird der atmosphärische Plasmastrahl mit einer Plasmadüse erzeugt, wobei die Plasmadüse eine Düsenöffnung aufweist, aus der im Betrieb der Plasmastrahl austritt. Auf diese Weise kann der Plasmastrahl gezielt ausgerichtet werden, insbesondere auf die zu behandelnde Werkstückoberfläche. Insbesondere erlaubt die Verwendung einer solchen Plasmadüse eine gezielte Behandlung, insbesondere Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung, bestimmter Abschnitte einer Oberfläche des Werkstücks. Weiterhin ist es auf diese Weise möglich, den Abstand zwischen der Düsenöffnung der Plasmadüse und der Oberfläche des Werkstücks anzupassen, wodurch die Behandlungswirkung, insbesondere Reduktionswirkung, Beschichtung und/oder Reinigung, oder die Verdrängung von Flüssigkeit zwischen der Oberfläche des Werkstücks und dem atmosphärischen Plasmastrahl eingestellt werden kann. Bei einer Ausführungsform werden die Plasmadüse und das Werkstück während der Beaufschlagung mit dem Plasmastrahl relativ zueinander verfahren. Auf diese Weise können größere Oberflächenbereiche eines Werkstücks behandelt, insbesondere reduzierend behandelt und/oder beschichtet und/oder gereinigt, werden. Zudem können auf diese Weise zielgerichtete Behandlungen, insbesondere Reduktionsbehandlungen und/oder Beschichtungen und/oder Reinigungen, in bestimmten Abschnitten einer Oberfläche des Werkstücks durchgeführt werden. Bei einer Ausführungsform wird der atmosphärische Plasmastrahl mittels elektrischen Entladungen in einem Arbeitsgas erzeugt. Ein auf diese Weise erzeugter SE/fu 220174WO 25. September 2023 Plasmastrahl lässt sich gut ausrichten und hat sich als sehr effizient bei der Reduktion von Oxiden an Oberflächen von Werkstücken, insbesondere an Metalloberflächen, und/oder zur Erzeugung reaktiver Spezies mit reduzierender Wirkung erwiesen. Weiterhin hat sich gezeigt, dass sich mit einem solchen Plasmastrahl gute Beschichtungs- und/oder Reinigungsergebnisse im beschriebenen Beschichtungs- bzw. Reinigungsverfahren erzielen lassen. Weiterhin ist eine Arbeitsgaszuführung mit unterschiedlichen Gasen möglich. Überdies kann der Arbeitsgasstrom angepasst werden, um ausreichend reduzierendes Gas für die Reduktion bzw. Redoxreaktion zur Verfügung zu stellen und/oder eine zu erzielende Flüssigkeitsverdrängung zwischen der Oberfläche des Werkstücks und dem atmosphärischen Plasmastrahl zu bewirken. Bei einer Ausführungsform des Verfahrens zur Behandlung, insbesondere Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung, wird der atmosphärische Plasmastrahl mittels einer bogenartigen Entladung in einem Arbeitsgas erzeugt, wobei die bogenartige Entladung durch Anlegen einer hochfrequenten Hochspannung zwischen Elektroden erzeugt wird. Auf diese Weise wird ein reaktiver Plasmastrahl mit vergleichsweise geringer Ionentemperatur erzeugt, wodurch die Erwärmung des Werkstücks oder der Flüssigkeit bei der Beaufschlagung mit dem Plasmastrahl und die Neigung der Werkstückoberfläche zur Reoxidation oder die Neigung von zu elementarem Metall reduzierten Metallionen zur Oxidation reduziert werden können. Zur Erzeugung der bogenartigen elektrischen Entladung können insbesondere mindestens zwei Elektroden vorgesehen sein sowie eine Spannungsquelle, um eine hochfrequente Hochspannung an die Elektroden anzulegen. Die hochfrequente Hochspannung zur Erzeugung einer hochfrequenten bogenartigen Entladung weist insbesondere eine Spannungsstärke im Bereich von 1 – 100 kV, vorzugsweise 1 – 50 kV, weiter bevorzugt 10 – 50 kV, und eine Frequenz von 1 – 300 kHz, insbesondere 1 – 100 kHz, vorzugsweise 10 – 100 kHz, weiter bevorzugt 10 – 50 kHz, auf. SE/fu 220174WO 25. September 2023 Bei einer Ausführungsform wird oder ist der Flüssigkeit ein Precursor, insbesondere ein metallhaltiger Precursor, zugegeben. Bei dem Precursor handelt es sich vorzugsweise um ein Salz. Vorzugsweise wird oder ist das Salz in der Flüssigkeit gelöst. Der Flüssigkeit kann auch eine Mischung verschiedener Precursor, insbesondere verschiedener Salze, zugegeben werden oder sein. Bei dem Salz kann es sich insbesondere um ein Metallsalz handeln. Auf diese Weise kann die Oberfläche des Werkstücks mit einer Metallschicht beschichtet werden. Das metallhaltige Salz kann insbesondere eines oder mehrere der folgenden Metalle aufweisen: Ag, Cu, Zn, Ni, Sn, Au. Der Flüssigkeit kann beispielsweise ein Ag-haltiger Precursor zugegeben werden oder einen Ag-haltigen Precursor enthalten, wobei der Ag-haltige Precursor vorzugsweise aus der nachfolgenden Liste ausgewählt ist: Silberazetat (CH3CO2Ag), Silbercarbonat (Ag2CO3), Silberchlorid (AgCl), Silberiodid (AgI), Silbernitrat (AgNO3), Silberperchloratmonohydrat (AgClO4.H2O), Silbersulphat (Ag2SO4), Silberbromid (AgBr), Silbertrifluoroacetat (CF3COOAg), Silberchromat (Ag2CrO4), Silbersulfid (Ag2S), Silbercitrat (C6H5Ag3O7), Mischungen aus zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen, Mischungen enthaltend mindestens eine der vorgenannten Verbindungen. Der Flüssigkeit kann beispielsweise ein Cu-haltiger Precursor zugegeben werden oder einen Cu-haltigen Precursor enthalten, wobei der Cu-haltige Precursor vorzugsweise aus der nachfolgenden Liste ausgewählt ist: Bis(2,4-pentanedionato)kupfer(II) (C10H14CuO4), Kupfer(II)-2-ethylhexanoat (C16H30CuO2), Kupferglycinat, Tetraaminkupfersulfat-1-Hydrat, Kupfer(II)acetat-Hydrat, Kupfer(II)acetat-Anhydrat, Kupfer(II)bromid, Kupfer(II)carbonat, Kupfer(II)chlorid, Kupfer(II)chlorid-Dihydrat, Kupfer(II)chlorid-Anhydrat, Kupfer(II)chlorid-Lösung, Kupfer(II)citrat-Hemitrihydrat, Kupfer(II)formiat-4-Hydrat, Kupfer(II)gluconat, Kupfer(II)nitrat-3-Hydrat, Kupfer(II)nitrat-Lösung, Kupfer(II)oxalat-1/2-Hydrat, Kupfer(II)phosphat, Kupfer(II)sulphat-1-Hydrat, Kupfer(II)sulfat-5-Hydrat, Kupfer(II)sulfat-Anhydrat, SE/fu 220174WO 25. September 2023 Kupfer(I)bromid, Kupfer(I)chlorid, Kupfer(I)iodid, Kupfer(I)oxid, Mischungen aus zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen, Mischungen enthaltend mindestens eine der vorgenannten Verbindungen. Der Flüssigkeit kann beispielsweise ein Zn-haltiger Precursor zugegeben werden oder einen Zn-haltigen Precursor enthalten, wobei der Zn-haltige Precursor vorzugsweise aus der nachfolgenden Liste ausgewählt ist: Zincacetat-2-Hydrat, Zinacetat-Anhydrat, Zincascorbat, Zinzasparat, Zinkbromid-Anhydrat, Zinkbromid-Lösung, Zinkcarbonat, Zinkchlorid-Anhydrat, Zinkcitrat-2-Hydrat, Zinkcitrat-3-Hydrat, Zinkformiat- Anhydrat, Zinkgluconat, Zinkglycinat, Zinklaktat-2-Hydrat, Zinknitrat-6-Hydrat, Zinkpicolinat, Zinksulfat-1Hydrat, Zinksulfat-7-Hydrat, Mischungen aus zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen, Mischungen enthaltend mindestens eine der vorgenannten Verbindungen. Der Flüssigkeit kann beispielsweise ein Ni-haltiger Precursor zugegeben werden oder einen Ni-haltigen Precursor enthalten, wobei der Ni-haltige Precursor vorzugsweise aus der nachfolgenden Liste ausgewählt ist: Ammonium-nickel(II)sulphat-6-Hydrat, Nickel(II)acetat-4-Hydrat, Nickel(II)bromid-anhydrat, Nickel(II)bromid-Hydrat, Nickel(II)bromid-Lösung, Nickel(II)carbonat, Nickel(II)chlorid-6-Hydrat, Nickel(II)chlorid-Anhydrat, Nickel(II)chlorid-Lösung, Nickel(II)citrat-Hydrat, Nickel(II)formiat-2-Hydrat, Nickel(II)gluconat, Nickel(II)glycinat, Nickel(II)lactat-4- Hydrat, Nickel(II)nitrat-6-Hydrat, Nickel(II)nitrat-Lösung, Nickelsulfamat-Lösung, Nickelsulfat-6-Hydrat, Nickelsulfat-Lösung, Mischungen aus zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen, Mischungen enthaltend mindestens eine der vorgenannten Verbindungen. Der Flüssigkeit kann beispielsweise ein Sn-haltiger Precursor zugegeben werden oder einen Sn-haltigen Precursor enthalten, wobei der Sn-haltige Precursor vorzugsweise aus der nachfolgenden Liste ausgewählt ist: Zinn(IV)chlorid, Zinn(II)bromid, Zinn(II)chlorid, Zinn(II)fluorid, Zinn(II)iodid, Zinn(II)oxalat, Zinn(II)pyrophosphat, Zinn(II)selenid, Zinn(II)sulfat, Zinn(II)sulfid, Zinn(II)tellurid, Zinn(IV)bromid, SE/fu 220174WO 25. September 2023 Zinn(IV)fluorid, Zinn(IV)iodid, Zinn(IV)sulfat, Zinn(IV)sulfat-Dihydrat, Zinn(IV)-sulfid, Mischungen aus zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen, Mischungen enthaltend mindestens eine der vorgenannten Verbindungen. Der Flüssigkeit kann beispielsweise ein Au-haltiger Precursor zugegeben werden oder einen Au-haltigen Precursor enthalten, wobei der Au-haltige Precursor vorzugsweise aus der nachfolgenden Liste ausgewählt ist: Gold(III)chlorid, Gold(I)chlorid, Gold(III)chlorid-Trihydrat, Gold(V)fluorid, Gold(I)acetylid, Gold(I)azid, Gold(I)bromid, Gold(I)cyanid, Gold(I)iodid, Gold(I)oxid, Gold(I)sulfid, Gold(I)thiocyanat, Gold(III)bromid, Gold(III)chlorid, Gold(III)fluorid, Gold(III)iodid, Gold(III)selenat, Gold(III)sulfid, Mischungen aus zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen, Mischungen enthaltend mindestens eine der vorgenannten Verbindungen. Die Flüssigkeit stellt insbesondere ein Lösungsmittel für das Salz dar. Die Flüssigkeit kann insbesondere aus der nachfolgenden Liste von Flüssigkeiten ausgewählt sein: Wasser, Alkohole, wie zum Beispiel Ethanol, Methanol oder Isopropanol, Ketone, wie zum Beispiel Azeton, Säuren, wie zum Beispiel organische Säuren oder anorganische Säuren, Dimethylsulfoxid, Amino-basierte Lösungsmittel, wie zum Beispiel Pyridin, Propionitirl oder Ammoniak, Mischungen aus zwei oder mehr der vorgenannten Lösungsmittel, Mischungen enthaltend mindestens eines der vorgenannten Lösungsmittel. Vorzugsweise kann als Lösungsmittel eine Flüssigkeit ausgewählt werden, in der der ausgewählte Precursor eine gute Löslichkeit aufweist. Die Flüssigkeit kann erwärmt werden, beispielsweise auf eine Temperatur über 30 °C, vorzugsweise über 50 °C, um die Löslichkeit der zuvor beschriebenen Precursoren in der Flüssigkeit zu erhöhen. Der Flüssigkeit können weitere Zusatzstoffe zugegeben werden, beispielsweise um eine Pufferlösung zur Stabilisierung des pH-Wertes zu erzeugen. Bei Verwendung eines Salzes als Precursor kann der Flüssigkeit beispielsweise eine zu dem Salz korrespondierende schwache Säure zugegeben werden, um eine Pufferlösung zu SE/fu 220174WO 25. September 2023 erzeugen, wie zum Beispiel Kohlensäure bei Verwendung eines Metallcarbonats wie Zinncarbonat als Precursor oder Zitronensäure bei Verwendung eines Metallcitrats wie Kupfer(II)citrat als Precursor. Weitere Merkmale und Vorteile der Verfahren und der Vorrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen Fig.1 eine Plasmadüse zur Erzeugung eines atmosphärischen Plasmastrahls, Fig.2 ein erstes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Reduktionsbehandlung eines Werkstücks, Fig.3 ein zweites Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Reduktionsbehandlung eines Werkstücks, Fig.4 ein drittes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Reduktionsbehandlung eines Werkstücks, Fig.5 ein viertes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Reduktionsbehandlung eines Werkstücks, Fig.6 ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung eines bandförmigen Werkstücks sowie ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung unter Verwendung dieser Vorrichtung, SE/fu 220174WO 25. September 2023 Fig.7 ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Beschichtung und ggf. Reinigung eines Werkstücks, Fig.8 eine Fotografie eines mittels des Verfahrens gemäß Fig.7 beschichteten Werkstücks und Fig.9 eine Fotografie eines weiteren mittels des Verfahrens gemäß Fig.7 beschichteten Werkstücks. Bevor auf die Ausführungsbeispiele der Verfahren und der Vorrichtungen eingegangen wird, sollen zunächst der Aufbau und das Funktionsprinzip einer geeigneten, in Figur 1 dargestellten Plasmaquelle erläutert werden. Figur 1 zeigt eine Plasmaquelle in Form einer Plasmadüse 2 zur Erzeugung eines atmosphärischen Plasmastrahls 26. Die Plasmadüse 2 weist ein Düsenrohr 4 aus Metall auf, das sich konisch zu einer Düsenöffnung 6 verjüngt. An dem der Düsenöffnung 6 entgegen gesetzten Ende weist das Düsenrohr 4 eine Dralleinrichtung 8 mit einem Einlass 10 für einen Gasstrom, insbesondere eines Arbeitsgases, beispielsweise Stickstoff, Luft oder Formiergas, auf. Eine Zwischenwand 12 der Dralleinrichtung 8 weist einen Kranz von schräg in Umfangsrichtung angestellten Bohrungen 14 auf, durch die der Gasstrom verdrallt wird. Der stromabwärtige, konisch verjüngte Teil des Düsenrohres wird deshalb von dem Gasstrom in der Form eines Wirbels 16 durchströmt, dessen Kern auf der Längsachse des Düsenrohres verläuft. An der Unterseite der Zwischenwand 12 ist mittig eine Elektrode 18 angeordnet, die koaxial in Richtung des verjüngten Abschnittes in das Düsenrohr hineinragt. Die Elektrode 18 ist elektrisch mit der Zwischenwand 12 und den übrigen Teilen der Dralleinrichtung 8 verbunden. Die SE/fu 220174WO 25. September 2023 Dralleinrichtung 8 ist durch ein Keramikrohr 20 elektrisch gegen das Düsenrohr 4 isoliert. Über die Dralleinrichtung 8 wird an die Elektrode 18 eine hochfrequente Hochspannung angelegt, die von einem Transformator 22 erzeugt wird. Der Einlass 10 wird über eine nicht gezeigte Leitung mit einem Arbeitsgasstrom 23 versorgt. Das Düsenrohr 4 ist geerdet. Durch die angelegte Spannung wird eine Hochfrequenzentladung in der Form eines Lichtbogens 24 zwischen der Elektrode 18 und dem Düsenrohr 4 erzeugt. Die mit dem Transformator verbundene Elektrode 18 und das geerdete Düsenrohr 4 stellen damit Entladungsmittel 25 dar, die zur Erzeugung einer hochfrequenten Hochspannungsentladung in Form des Lichtbogens 24, also einer bogenartigen Entladung, in einem Gasstrom 23 eingerichtet sind. Die Begriffe „Lichtbogen“, „Bogenentladung“ bzw. „bogenartige Entladung“ werden vorliegend als phänomenologische Beschreibung der Entladung verwendet, da die Entladung in Form eines Lichtbogens auftritt. Der Begriff „Lichtbogen“ wird anderweitig auch als Entladungsform bei Gleichspannungsentladungen mit im Wesentlichen konstanten Spannungswerten verwendet. Vorliegend handelt es sich jedoch um eine Hochfrequenzentladung in Form eines Lichtbogens, also um eine hochfrequente, bogenartige Entladung. Aufgrund der drallförmigen Strömung des Arbeitsgases wird dieser Lichtbogen jedoch im Wirbelkern auf der Achse des Düsenrohres 4 kanalisiert, so dass er sich erst im Bereich der Düsenöffnung 6 zur Wand des Düsenrohres 4 verzweigt. Das Arbeitsgas, das im Bereich des Wirbelkerns und damit in unmittelbarer Nähe des Lichtbogens 24 mit hoher Strömungsgeschwindigkeit rotiert, kommt mit dem Lichtbogen in innige Berührung und wird dadurch zum Teil in den Plasmazustand überführt, so dass ein atmosphärischer Plasmastrahl 26 durch die Düsenöffnung 6 aus der Plasmadüse 2 austritt. Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Reduktionsbehandlung eines Werkstücks 202 in schematischer Darstellung. SE/fu 220174WO 25. September 2023 Bei dem Verfahren 200 wird ein Flüssigkeitsvolumen 212 einer Flüssigkeit 210 in einem dafür vorgesehenen Behältnis 218 bereitgestellt und das zu behandelnde Werkstück 202 in der Flüssigkeit 210 angeordnet und insbesondere untergetaucht, so dass die zu reduzierende Oberfläche 204 des Werkstücks 202 mit der Flüssigkeit 210 beaufschlagt, insbesondere von der Flüssigkeit 210 überdeckt wird, beispielsweise mit einer Überdeckungshöhe von 5 mm. Vorzugsweise ist die zu behandelnde Oberfläche 204 des Werkstücks 202 zur Flüssigkeitsoberfläche 213 des Flüssigkeitsvolumens 212 hin ausgerichtet. Bei der Flüssigkeit 210 kann es sich beispielsweise um eine Wasserstoff-haltige Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser-haltige Flüssigkeit, insbesondere Wasser, oder um eine organische Flüssigkeit handeln. Mittels einer bereitgestellten Plasmadüse 228, die beispielsweise wie die in Figur 1 dargestellte Plasmadüse 2 ausgebildet sein kann, wird durch eine hochfrequente Hochspannungsentladung in einem Arbeitsgas ein atmosphärischer Plasmastrahl 230 erzeugt, der aus einer Düsenöffnung 232 der Plasmadüse 228 austritt. Bei dem Arbeitsgas kann es sich um ein reduzierendes Arbeitsgas, insbesondere Formiergas, oder um ein nicht-reduzierendes Arbeitsgas, beispielsweise Luft, handeln. Der Plasmastrahl 230 wird auf die zu reduzierende, in diesem Ausführungsbeispiel untergetauchte, Oberfläche 204 des Werkstücks 202 gerichtet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Arbeitsgasstrom der Plasmadüse 228 so eingestellt, dass der atmosphärische Plasmastrahl 230 die Flüssigkeit 210 zwischen der Plasmadüse 228 und der Oberfläche 204 lokal praktisch vollständig verdrängt, so dass in einem Behandlungsbereich 214 auf der Oberfläche 204 des Werkstücks 202 keine Flüssigkeit oder lediglich ein dünner Flüssigkeitsfilm verbleibt, so dass die Oberfläche 204 in dem Behandlungsbereich 214 praktisch direkt mit dem Plasmastrahl 230 beaufschlagt wird. Durch die Beaufschlagung der Oberfläche 204 des Werkstücks 202 mit dem atmosphärischen Plasmastrahl 230 wird die Oberfläche einer Reduktionsbehandlung SE/fu 220174WO 25. September 2023 unterzogen, bei der dort vorhandene Oxide, ggf. auch eine durchgehende Oxidschicht (in den Figuren schematisch durch eine dicke schwarze Linie an der Werkstückoberfläche dargestellt), effektiv reduziert werden, so dass die Oberfläche 204 nach der Beaufschlagung mit dem atmosphärischen Plasmastrahl 230 im Behandlungsbereich 214 einen reduzierten Oberflächenbereich mit einem deutlich geringeren Oxidanteil oder ganz ohne Oxide aufweist (in den Figuren schematisch durch eine schraffierten Bereich an der Werkstückoberfläche dargestellt). Die Plasmadüse 228 und das Werkstück 202 werden relativ zueinander verfahren, so dass die Oberfläche 204 des Werkstücks in vorgegebenen Abschnitten oder auch vollständig reduziert werden kann, so dass eine reduzierte Werkstückoberfläche verbleibt. In Fig.2 wird zum Beispiel die Plasmadüse 228 mit einer Verfahreinrichtung 229 relativ zum Werkstück 202 verfahren. Durch die Beaufschlagung mit dem atmosphärischen Plasmastrahl 230 wird lokal Wärmeenergie in das Werkstück 202 eingebracht, insbesondere an der Oberfläche 204 des Werkstücks 202 im Behandlungsbereich 214. Durch den Kontakt mit der Flüssigkeit 210, insbesondere wenn die beim Abschalten oder Verfahren der Plasmadüse in den zuvor beaufschlagten Bereich zurückströmende Flüssigkeit 210 den vormaligen Behandlungsbereich wieder bedeckt, kann diese Wärme effektiv abgeführt werden. Auf diese Weise wird der Behandlungsbereich 214 unmittelbar nach der Reduktionsbehandlung mit der Flüssigkeit 210 beaufschlagt und so effizient gekühlt. Darüber hinaus wird durch die zurückströmende Flüssigkeit ein Kontakt zu einer ggf. Sauerstoff-haltigen Atmosphäre vermindert, insbesondere unterbunden, wodurch eine Reoxidation unmittelbar gehemmt wird, insbesondere bis das Werkstück ausreichend abgekühlt ist. Um ausreichend Flüssigkeit 210 zu verdrängen und eine direkte Beaufschlagung der Werkstückoberfläche 204 mit Plasmastrahl 230 zu bewirken, kann insbesondere der Abstand zwischen der Plasmadüse 228 und der Oberfläche 204 des Werkstücks 202 eingestellt werden. Zusätzlich oder alternativ können der Arbeitsgasstrom oder der SE/fu 220174WO 25. September 2023 Druck des in die Plasmadüse 228 eingeleiteten Arbeitsgases eingestellt werden. Weiterhin kann das zwischen der Oberfläche 204 des Werkstücks 202 und der Plasmadüse 228 vorhandene Flüssigkeitsvolumen 212 über die Füllmenge des Behältnisses 218 mit der Flüssigkeit 210 und/oder über die Anordnung des Werkstücks 202 angepasst werden. Figur 3 zeigt in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Reduktionsbehandlung eines Werkstücks 302. Das in Fig.3 dargestellte Verfahren 300 ist dem in Fig.2 dargestellten Verfahren 200 ähnlich. Einander entsprechende Komponenten sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und es wird insoweit auf die Ausführungen zu Fig.2 Bezug genommen. Das Verfahren 300 unterscheidet sich dadurch vom Verfahren 200, dass mehrere Plasmadüsen 328 zur Erzeugung eines jeweiligen atmosphärischen Plasmastrahls 330 vorgesehen sind, so dass eine größere Fläche der Werkstückoberfläche 304 des Werkstücks 302 gleichzeitig in jeweiligen Behandlungsbereichen 314 einer Reduktionsbehandlung unterzogen werden kann. Die Plasmadüsen 328 können jeweils einen Aufbau und eine Funktionsweise wie die Plasmadüse 2 aus Fig.1 aufweisen. Die Plasmadüsen 328 und das Werkstück 302 werden relativ zueinander verfahren, so dass die Oberfläche 304 des Werkstücks 302 in vorgegebenen Abschnitten oder auch vollständig reduziert werden kann, so dass eine reduzierte Werkstückoberfläche verbleibt. In Fig.3 wird zum Beispiel das Behältnis 318 mit dem Werkstück mit einer Verfahreinrichtung 329 relativ zu den Plasmadüsen 328 verfahren. Figur 4 zeigt in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Reduktionsbehandlung eines Werkstücks 202. Das in Fig.4 dargestellte Verfahren 400 ist dem in Fig.2 dargestellten Verfahren 200 ähnlich. SE/fu 220174WO 25. September 2023 Einander entsprechende Komponenten sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und es wird insoweit auf die Ausführungen zu Fig.2 Bezug genommen. Das Verfahren 400 unterscheidet sich dadurch vom Verfahren 200, dass der Abstand der Plasmadüse 228 zum Werkstück 202 und/oder der Arbeitsgasstrom oder –druck zur Versorgung der Plasmadüse 228 so eingestellt sind, dass die Flüssigkeit 210 zwischen Plasmadüse 228 und Oberfläche 204 des Werkstücks 202 im Behandlungsbereich 214 lediglich zu einem solchen Anteil verdrängt wird, dass im Behandlungsbereich 214 noch ein makroskopischer Flüssigkeitsfilm 416 auf der Werkstückoberfläche 204 verbleibt. Der Plasmastrahl 230 beaufschlagt demnach insbesondere die Flüssigkeit 210 des Flüssigkeitsfilms 416. Auf diese Weise wird die Flüssigkeit 210 des Flüssigkeitsfilms 416 durch den atmosphärischen Plasmastrahl 230 angeregt bzw. aktiviert. Es wurde eine reduzierende Wirkung dieser aktivierten Flüssigkeit 210 festgestellt, so dass Oxide an der Oberfläche 204 des Werkstücks 202 im Behandlungsbereich 214 effektiv reduziert werden. Durch eine solche, auf Grund des zwischen der Oberfläche 204 des Werkstücks 202 und dem atmosphärischen Plasmastrahl 230 verbleibenden Flüssigkeitsfilms 416 indirekte Beaufschlagung der Oberfläche 204 des Werkstücks 202 kann somit ebenfalls eine Reduktionsbehandlung eines Werkstücks durchgeführt werden. Dadurch, dass die Oberfläche 204 des Werkstücks 202 während der Reduktionsbehandlung von dem Flüssigkeitsfilm 416 bedeckt ist, kann die vom Plasmastrahl 230 eingebrachte Wärmeenergie von der Flüssigkeit 210 aufgenommen und abgeführt werden, so dass es zu keiner wesentlichen Erwärmung des Werkstücks 202 kommt. Zudem wird der Kontakt zur Sauerstoff-haltigen Atmosphäre unterbunden und die Reoxidation insgesamt besonders effektiv gehemmt. Ferner haben Versuche ergeben, dass die reduzierende Wirkung bei Beaufschlagung der Flüssigkeit 210 mit dem Plasmastrahl 230 nicht lokal auf einen unmittelbaren SE/fu 220174WO 25. September 2023 Behandlungsbereich 214 begrenzt ist, in dem der Plasmastrahl 230 auf die Flüssigkeit 210 einwirkt. Vielmehr wurde auch entfernt vom Plasmastrahl 230 eine reduzierende Wirkung der mit dem Plasmastrahl 230 beaufschlagten Flüssigkeit 210 festgestellt, vermutlich weil sich durch den Plasmastrahl 230 in der Flüssigkeit 210 erzeugte reduzierende Spezies in der Flüssigkeit 210 verteilen. Daher kann die Flüssigkeit 210 – alternativ zu einer Beaufschlagung unmittelbar im Bereich der Oberfläche 204 des Werkstücks 202 – auch von der Oberfläche 204 des Werkstücks 202 entfernt mit dem Plasmastrahl 230 beaufschlagt werden, wie es in Fig.4 schematisch durch die Position der gestrichelt dargestellten Plasmadüse 228‘ gezeigt wird. Bei dieser Ausgestaltung wird die Flüssigkeit 210 durch den aus der Plasmadüse 228‘ austretenden Plasmastrahl 230‘ entfernt von der Werkstückoberfläche 204 beaufschlagt. In Versuchen hat sich ergeben, dass eine solche Beaufschlagung der Flüssigkeit 210 dieser eine reduzierende Wirkung verleiht, so dass die Werkstückoberfläche 204 reduziert wurde. Mit dieser Ausgestaltung ist es beispielsweise auch möglich, mehrere im Flüssigkeitsvolumen 212 angeordnete Werkstücke 202 gleichzeitig einer Reduktionsbehandlung zu unterziehen, um Oxide von deren jeweiligen Werkstückoberflächen 204 zu entfernen. Figur 5 zeigt in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Reduktionsbehandlung eines Werkstücks 502. Bei dem Verfahren 500 wird ein Werkstück 502 mit einer zu reduzierenden Oberfläche 504 so angeordnet, dass die Oberfläche 504 des Werkstücks 502 zugänglich ist. Mittels einer Plasmadüse 528, die zum Beispiel wie die in Fig.1 dargestellte Plasmadüse 2 ausgestaltet sein kann, wird ein atmosphärischer Plasmastrahl 530 erzeugt und auf die Werkstückoberfläche 504 gerichtet, so dass diese in einem Behandlungsbereich 514 mit dem Plasmastrahl 530 beaufschlagt wird. Zur Erzeugung SE/fu 220174WO 25. September 2023 des Plasmastrahls 530 wird die Plasmadüse 528 mit einem Wasserstoff-haltigen Arbeitsgas, beispielsweise Formiergas, versorgt. Der Plasmastrahl 530 hat dadurch eine reduzierende Wirkung, so dass an der Werkstückoberfläche 504 vorhandene Oxide reduziert werden. Während und/oder nach der Beaufschlagung mit dem atmosphärischen Plasmastrahl 530 wird die Werkstückoberfläche 504 mittels einer Sprüheinrichtung 516 mit einer Flüssigkeit 510 beaufschlagt, insbesondere besprüht. Auf diese Weise kann vom atmosphärischen Plasmastrahl 530 eingebrachte Wärmeenergie effektiv von der Werkstückoberfläche 504 abgeführt werden, so dass sich die Werkstückoberfläche 504 weniger stark erwärmt und dadurch die Anfälligkeit für Reoxidation reduziert wird. Darüber hinaus wird die reduzierte Werkstückoberfläche 504 durch die Flüssigkeit 510 bedeckt, wodurch der Kontakt zur Sauerstoff-haltigen Atmosphäre vermindert und somit eine Reoxidation weiter gehemmt wird. Die Flussrate der Flüssigkeit 510 wird an der Sprüheinrichtung 516 vorzugsweise so eingestellt, dass der Behandlungsbereich 514 vollständig mit der Flüssigkeit 510 beaufschlagt wird und auf diese Weise eine ausreichende Kühlung des Werkstücks 502 an der Werkstückoberfläche 504 bewirkt wird. Bei der Flüssigkeit 510 kann es sich beispielsweise um Wasser handeln. Es wurde festgestellt, dass bei dieser Ausgestaltung sogar auf die Verwendung eines Wasserstoff-haltigen Arbeitsgases für die Plasmadüse 528 verzichtet und stattdessen ein Inertgas oder Luft verwendet werden kann, da der im Wasser enthaltene Wasserstoff in Kombination mit dem Plasmastrahl 530 bereits zu einer reduzierenden Wirkung führt. Alternativ kann es sich bei der Flüssigkeit 510 auch um eine organische Flüssigkeit handeln, zum Beispiel wenn die Werkstückoberfläche 504 wasserempfindlich ist oder nach der Reduktionsbehandlung schnell trocknen soll. SE/fu 220174WO 25. September 2023 Die Plasmadüse 528 und das Werkstück 502 können relativ zueinander verfahren werden, um die Werkstückoberfläche 504 in vorgegebenen Abschnitten oder vollständig einer Reduktionsbehandlung zu unterziehen. Wird die Plasmadüse 528 verfahren, so wird die Sprüheinrichtung 516 vorzugsweise mitverfahren und/oder die Ausrichtung der Sprüheinrichtung 516 derart anpasst, dass der Behandlungsbereich 514 weiterhin mit der Flüssigkeit 510 beaufschlagt wird. In einem weiteren, nicht abgebildeten Ausführungsbeispiel kann das Verfahren 500, ähnlich dem in Figur 3 dargestellten Verfahren 300, auch unter Verwendung mehrerer Plasmaquellen 528 und/oder mehrerer Sprüheinrichtungen 516 ausgeführt werden. Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung eines bandförmigen Werkstücks. Die Vorrichtung 601 umfasst eine Tauchbadeinrichtung 617 mit einem Tauchbecken 618 zur Aufnahme eines Flüssigkeitsvolumens 612 einer Flüssigkeit 610, die somit ein Tauchbad 620 bildet. Das Tauchbecken 618 ist nach oben hin geöffnet, so dass ein bandförmiges Werkstück 602 in das Tauchbad 620 eingeführt und wieder herausgeführt werden kann und beispielsweise eine Inline-Integration in ein kontinuierliches Produktionsverfahren möglich ist. Die Tauchbadeinrichtung 617 umfasst weiter Führungsmittel 622, die zur Führung eines bandförmigen Werkstücks 602 durch das Tauchbad 620 angeordnet und eingerichtet sind. Vorzugsweise sind die Führungsmittel 622 so angeordnet und eingerichtet, dass das bandförmige Werkstück 602 im Betrieb zumindest abschnittsweise, insbesondere mindestens in einem Behandlungsbereich 614, vollständig unterhalb der Oberfläche 613 des Flüssigkeitsvolumens 612 geführt werden kann, so dass eine zu reduzierende und/oder zu beschichtende und/oder zu reinigende Werkstückoberfläche 604 des bandförmigen Werkstücks 602 im SE/fu 220174WO 25. September 2023 Behandlungsbereich 614 von der Flüssigkeit 610 bedeckt ist. Die Führungsmittel 622 sind im vorliegenden Beispiel als Führungsrollen ausgebildet. Weiterhin umfasst die Vorrichtung 601 eine Plasmaquelle 628 in Form einer Plasmadüse zur Erzeugung eines atmosphärischen Plasmastrahls 630, die beispielsweise wie die Plasmadüse 2 aus Figur 1 ausgebildet sein kann. Die Plasmadüse 628 ist derart angeordnet und eingerichtet, dass der im Betrieb aus der Plasmadüse 628 austretende atmosphärische Plasmastrahl im Behandlungsbereich 614 auf die Werkstückoberfläche 604 des mit den Führungsmitteln 622 durch das Tauchbad 620 geführten, bandförmigen Werkstücks 602 gerichtet wird. Der Abstand zwischen der Plasmadüse 628 und der Werkstückoberfläche 604 des bandförmigen Werkstücks 602 (Verfahreinrichtung 629) und/oder der Arbeitsgasfluss oder –druck der Plasmadüse 628 können so angepasst sein, dass die Flüssigkeit 610 im Behandlungsbereich praktisch vollständig (wie in Fig.6 dargestellt) oder teilweise (analog zu Fig.4 oder 7) verdrängt wird, so dass die Werkstückoberfläche 604 durch direkte Beaufschlagung mit dem Plasmastrahl 630 und/oder durch Beaufschlagung der Flüssigkeit 610 im Bereich der Werkstückoberfläche 604 einer Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung und/oder Reinigung unterzogen werden kann. In einer alternativen Ausgestaltung kann die Plasmadüse 628 so angeordnet sein, dass der Plasmastrahl 630 entfernt vom bandförmigen Werkstück 602 auf die Flüssigkeit 610 gerichtet ist (analog zur gestrichelt eingezeichneten Plasmadüse 228‘ in Fig.4). Weiterhin kann die Vorrichtung 601 Abgabemittel 624 zur Abgabe des bandförmigen Werkstücks 602 mit der zu reduzierenden und/oder zu beschichtenden und/oder zu reinigenden Werkstückoberfläche 604 und/oder Aufnahmemittel 626 zur Aufnahme des bandförmigen Werkstücks 602 nach der Reduktionsbehandlung aufweisen. Die Abgabe- und Aufnahmemittel 624, 626 sind im vorliegenden Beispiel als, vorzugsweise angetriebene, Rollen ausgebildet, so dass das bandförmige Werkstück SE/fu 220174WO 25. September 2023 602 zur Abgabe von dem Abgabemittel 624 abgerollt und zur Aufnahme auf das Aufnahmemittel 626 aufgerollt wird. Bei angetriebenen Abgabe- und Aufnahmemitteln 624, 626 stellen diese zugleich Transportmittel für den Transport des bandförmigen Werkstücks 602 durch das Tauchbad 620 dar. Die Transportmittel können auch durch die Führungsmittel 622 gebildet werden, wenn diese angetrieben werden. Mit der Vorrichtung 601 kann ein Verfahren 600 zur Reduktionsbehandlung des bandförmigen Werkstücks 602 durchgeführt werden, indem das Werkstück 602 mittels der Transportmittel durch das Tauchbad 620 geführt und die zu reduzierende Oberfläche 604 und/oder die Flüssigkeit 610 mit dem Plasmastrahl 630 beaufschlagt wird. Auf diese Weise kann eine Oxidschicht von der Oberfläche des bandförmigen Werkstücks 602 reduziert werden. In Fig.6 ist das Werkstück mit Oxidschicht schematisch als schwarzes Band und das reduzierte Werkstück als schraffiertes Band dargestellt. Mit der Vorrichtung 601 kann zusätzlich oder alternativ ein Verfahren 600‘ zur Beschichtung des bandförmigen Werkstücks 602 durchgeführt werden, indem das Werkstück 602 mittels der Transportmittel durch das Tauchbad 620 geführt und die zu beschichtende Oberfläche 604 und/oder die Flüssigkeit 610 mit dem Plasmastrahl 630 beaufschlagt wird. In der Flüssigkeit 610 ist für die Beschichtung ein Metallsalz gelöst. Durch die durch den Plasmastrahl 630 in der Flüssigkeit 610 erzeugten reaktiven Spezies, wird das Metallion des in der Flüssigkeit dissoziierten Metallsalzes zu elementarem Metall reduziert und lagert sich auf der Oberfläche des bandförmigen Werkstücks 602 als Metallschicht ab. Auf diese Weise kann die Oberfläche des bandförmigen Werkstücks 602 mit einer Metallschicht beschichtet werden. Mit der Vorrichtung 601 kann zusätzlich oder alternativ ein Verfahren 600‘‘ zur Reinigung des bandförmigen Werkstücks 602 durchgeführt werden, indem das Werkstück 602 mittels der Transportmittel durch das Tauchbad 620 geführt und die SE/fu 220174WO 25. September 2023 zu reinigende Oberfläche 604 und/oder die Flüssigkeit 610 mit dem Plasmastrahl 630 beaufschlagt wird. Die durch den Plasmastrahl 630 in der Flüssigkeit 610 erzeugten reaktiven Spezies können mit Verunreinigungen an der zu reinigenden Oberfläche des bandförmigen Werkstücks 602 wechselwirken und diese chemisch zersetzen und/oder von der Oberfläche lösen. Auf diese Weise kann die Oberfläche des bandförmigen Werkstücks 602 gereinigt werden. Figur 7 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Beschichtung und ggf. Reinigung eines Werkstücks 702 in schematischer Darstellung. Bei dem Verfahren 700 wird ein Flüssigkeitsvolumen 712 einer Flüssigkeit 710 in einem dafür vorgesehenen Behältnis 718 bereitgestellt und das zu behandelnde Werkstück 702 in der Flüssigkeit 710 angeordnet und insbesondere untergetaucht, so dass die zu beschichtende Oberfläche 704 des Werkstücks 702 mit der Flüssigkeit 710 beaufschlagt, insbesondere von der Flüssigkeit 710 überdeckt wird, beispielsweise mit einer Überdeckungshöhe von 5 mm. Vorzugsweise ist die zu beschichtende Oberfläche 704 des Werkstücks 702 zur Flüssigkeitsoberfläche 713 des Flüssigkeitsvolumens 712 hin ausgerichtet. In der Flüssigkeit 710 ist ein Metallsalz als Precursor gelöst, beispielsweise ein Ag-, Cu-, Zn-, Ni-, Sn- oder Au-Salz. Bei der Flüssigkeit handelt es sich um ein Lösungsmittel für das Metallsalz. Abhängig vom verwendeten Metallsalz kann für die Flüssigkeit 710 zum Beispiel Wasser, Alkohol, wie zum Beispiel Ethanol, Methanol oder Isopropanol, ein Keton, wie zum Beispiel Azeton, eine Säure, wie zum Beispiel organische Säuren oder anorganische Säure, Dimethylsulfoxid, ein Amino-basiertes Lösungsmittel, wie zum Beispiel Pyridin, Propionitril oder Ammoniak, oder eine Mischung aus zwei oder mehr der vorgenannten Lösungsmittel verwendet werden. Um die Löslichkeit des Metallsalzes in der Flüssigkeit 710 zu erhöhen, kann die Flüssigkeit 710 zudem erwärmt sein, beispielsweise auf eine Temperatur von über 30 °C, vorzugsweise über 50 °C. Weiterhin können der Flüssigkeit 710 weitere Stoffe zugesetzt sein, SE/fu 220174WO 25. September 2023 beispielsweise eine zu dem Metallsalz korrespondierende schwache Säure, um eine Pufferlösung zur Stabilisierung des pH-Wertes zu erzeugen. Mittels einer bereitgestellten Plasmadüse 728, die beispielsweise wie die in Figur 1 dargestellte Plasmadüse 2 ausgebildet sein kann, wird durch eine hochfrequente Hochspannungsentladung in einem Arbeitsgas ein atmosphärischer Plasmastrahl 730 erzeugt, der aus einer Düsenöffnung 732 der Plasmadüse 728 austritt. Bei dem Arbeitsgas kann es sich um ein reduzierendes Arbeitsgas, insbesondere Formiergas, oder um ein nicht-reduzierendes Arbeitsgas, beispielsweise Luft, handeln. Der Plasmastrahl 730 wird auf die zu beschichtende, in diesem Ausführungsbeispiel untergetauchte, Oberfläche 704 des Werkstücks 702 gerichtet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Arbeitsgasstrom oder –druck zur Versorgung der Plasmadüse 728 so eingestellt, dass die Flüssigkeit 710 zwischen Plasmadüse 728 und Oberfläche 704 des Werkstücks 702 im Behandlungsbereich 714 lediglich zu einem solchen Anteil verdrängt wird, dass im Behandlungsbereich 714 noch ein makroskopischer Flüssigkeitsfilm 716 auf der Werkstückoberfläche 704 verbleibt. Der Plasmastrahl 730 beaufschlagt demnach insbesondere die Flüssigkeit 710 des Flüssigkeitsfilms 716. Der Arbeitsgasstrom oder –druck zur Versorgung der Plasmadüse 728 kann alternativ auch so eingestellt sein, dass im Behandlungsbereich 714 nur noch ein mikroskopischer Flüssigkeitsfilm auf der Werkstückoberfläche 704 verbleibt. Durch die Beaufschlagung der Flüssigkeit 710 bzw. des Flüssigkeitsfilms 716 mit dem Plasmastrahl kommt es zu einer Redoxreaktion an dem Metallkation des in der Flüssigkeit dissoziierten Salzes. Das Metallkation (z.B. Cu2+) wird auf diese Weise im Bereich der Werkstückoberfläche 704 zu elementarem Metall (z.B. Cu) reduziert und bildet auf diese Weise eine Metallschicht 740 auf der Werkstückoberfläche 704. Beispielsweise kann die Redoxreaktion wie folgt verlaufen: SE/fu 220174WO 25. September 2023 wobei Mex+ (aq) ein in Wasser gelöstes, x-fach ionisiertes Metallion, xe- x Elektronen und Me0 (s) das reduzierte Metall als Festkörper bezeichnet. Die Elektronen können insbesondere durch OH- zur Verfügung gestellt werden, die durch die Beaufschlagung der Flüssigkeit 710 mit dem Plasmastrahl 730 entstehen, beispielsweise entsprechend der Reaktionsgleichung O2 + 2 H2O + 4e-^ 4 OH-. Damit kann die Redoxreaktion zum Beispiel wie folgt verlaufen: Die Plasmadüse 728 und das Werkstück 702 werden relativ zueinander verfahren, so dass die Oberfläche 704 des Werkstücks in vorgegebenen Abschnitten oder auch vollständig beschichtet werden kann, so dass eine reduzierte Werkstückoberfläche verbleibt. In Fig.7 wird zum Beispiel die Plasmadüse 728 mit einer Verfahreinrichtung 729 relativ zum Werkstück 702 verfahren. Dadurch, dass die Oberfläche 704 des Werkstücks 702 während der Beschichtung von dem Flüssigkeitsfilm 716 bedeckt ist, kann die vom Plasmastrahl 730 eingebrachte Wärmeenergie von der Flüssigkeit 710 aufgenommen und abgeführt werden, so dass es zu keiner wesentlichen Erwärmung des Werkstücks 702 kommt. Zudem wird durch den Flüssigkeitsfilm 716 der Kontakt zur Sauerstoff-haltigen Atmosphäre unterbunden. Auf diese Weise kann eine Oxidation des bei der Redoxreaktion entstandenden elementaren Metalls bzw. eine Bildung von Oxiden auf der beschichteten Oberfläche gehemmt werden, insbesondere bis das Werkstück ausreichend abgekühlt ist. Ferner haben Versuche ergeben, dass die Beschichtung durch die bei Beaufschlagung der Flüssigkeit 710 mit dem Plasmastrahl 730 bewirkte Redoxreaktion am Precursor SE/fu 220174WO 25. September 2023 nicht lokal auf einen unmittelbaren Behandlungsbereich 714 begrenzt ist, in dem der Plasmastrahl 730 auf die Flüssigkeit 710 einwirkt. Vielmehr kann auch entfernt vom Plasmastrahl 730 eine Redoxreaktion am Precursor erreicht und somit eine Beschichtung der Werkstückoberfläche 704 festgestellt werden, vermutlich weil sich durch den Plasmastrahl 730 in der Flüssigkeit 710 erzeugte reduzierende Spezies, wie zum Beispiel OH-, in der Flüssigkeit 710 verteilen und somit auch entfernt vom Plasmastrahl 730 Metallionen zu elementarem Metall reduzieren können. Daher kann die Flüssigkeit 710 – alternativ zu einer Beaufschlagung unmittelbar im Bereich der Oberfläche 704 des Werkstücks 702 – auch von der Oberfläche 704 des Werkstücks 702 entfernt mit dem Plasmastrahl 730 beaufschlagt werden, wie es in Fig.7 schematisch durch die Position der gestrichelt dargestellten Plasmadüse 728‘ gezeigt wird. Bei dieser Ausgestaltung wird die Flüssigkeit 710 durch den aus der Plasmadüse 728‘ austretenden Plasmastrahl 730‘ entfernt von der Werkstückoberfläche 704 beaufschlagt. In Versuchen hat sich ergeben, dass eine solche Beaufschlagung der Flüssigkeit 710 dieser eine reduzierende Wirkung verleiht, so dass es im Bereich der Werkstückoberfläche 704 zur Reduktion von Metallionen zu elementarem Metall kommt, dass sich dann auf der Werkstückoberfläche 704 abscheidet. Mit dieser Ausgestaltung ist es beispielsweise auch möglich, mehrere im Flüssigkeitsvolumen 712 angeordnete Werkstücke 702 gleichzeitig zu beschichten. Die durch den Plasmastrahl 730 in der Flüssigkeit 710 erzeugten Spezies, wie zum Beispiel OH-, können auch mit etwaigen Verunreinigungen, beispielsweise organischen Verunreinigungen, auf der Werkstückoberfläche 704 wechselwirken, insbesondere diese chemisch umwandeln und/oder von der Werkstückoberfläche 704 lösen. Auf diese Weise kann zudem eine Reinigung der Werkstückoberfläche 704, insbesondere vor deren Beschichtung, erreicht werden. Eine Beschichtung eines Werkstücks kann grundsätzlich auch mit einem der anhand der Fig.2 – 5 beschriebenen Ausführungsbeispiele des Verfahrens erreicht werden, indem zum Beispiel ein Precursor, insbesondere ein Salz, beispielsweise Metallsalz, SE/fu 220174WO 25. September 2023 zugegeben, insbesondere in die Flüssigkeit eingebracht bzw. darin gelöst wird. Weiterhin kann mit den Ausführungsbeispielen des Verfahrens aus Fig.2 – 5 auch eine Reinigung der Werkstückoberfläche des Werkstücks erreicht werden. Es wurden Versuche durchgeführt, um das Verfahren zur Beschichtung aus Fig.7 zu testen. Versuch 1: Eine Karte aus dem Kunststoff Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) wurde mit Silber beschichtet. Zu diesem Zweck wurde die unbeschichtete Karte in dem Flüssigkeitsvolumen 712(s. Fig.7) angeordnet, so dass die zu beschichtende Oberseite der Karte mit einem makroskopischen Flüssigkeitsfilm von einigen Millimetern bedeckt war. Bei der Flüssigkeit 710 handelte es sich bei Versuch 1 um Wasser (H2O), in dem als Precursor das Metallsalz Silbernitrat (AgNO3) mit einer Konzentration von 5g AgNO3 pro 100 mL H2O gelöst wurde. Die Plasmadüse 728 wurde mit Stickstoff (N2) als Arbeitsgas betrieben und der Plasmastrahl wurde auf den Flüssigkeitsfilm 716 oberhalb der zu beschichtenden Oberfläche der Karte gerichtet und mit einer Relativgeschwindigkeit von 0,5 m/min. relativ zur Oberfläche der Karte verfahren. Zur Erzielung einer größeren Schichtdicke wurde die Oberfläche der Karte dreimal mit dem Plasmastrahl überfahren. Nach Abschluss des Verfahrens wies die Oberfläche der Karte eine silberfarbene Beschichtung auf. Diese Beschichtung wurde mittels LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy – Laserinduzierte Plasmaspektroskopie) untersucht unter Verwendung eines LIBS-Geräts vom Typ Microscope EA300, vertrieben durch die Keyence Deutschland GmbH. Mit dem LIBS-Gerät wurde an mehreren Punkten (9 Punkte im 3x3 Raster) die elementspezifische Zusammensetzung der Beschichtung untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass es sich bei der Beschichtung um eine Schicht aus Silber SE/fu 220174WO 25. September 2023 handelte. Weiterhin wurde mittels eines Multimeters der ohmsche Widerstand der Beschichtung gemessen und festgestellt, dass die Beschichtung elektrisch leitfähig war, es sich also um eine elektrisch leitfähige Silberschicht handelte. Eine Fotografie der mit Silber beschichteten Karte ist in Fig.8 dargestellt. Die Beschichtung ist in Form eines Schriftzugs (Pfeil 802) und eines umgebenden Rahmens (Pfeil 804) zu sehen. Der unbeschichtete Bereich (Pfeil 806) zwischen Schriftzug und Rahmen wurde durch eine Maske erzeugt, die vor dem Beschichtungsvorgang auf die Karte aufgeklebt und nach dem Beschichtungsvorgang wieder entfernt wurde. Versuch 2: Eine weitere Karte aus dem Kunststoff Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) wurde mit Kupfer beschichtet. Zu diesem Zweck wurde die unbeschichtete Karte in dem Flüssigkeitsvolumen 712 (s. Fig.7) angeordnet, so dass die zu beschichtende Oberseite der Karte mit einem makroskopischen Flüssigkeitsfilm von einigen Millimetern bedeckt war. Bei der Flüssigkeit 710 handelte es sich bei Versuch 2 um Ethanol, in dem als Precursor ein Silbersalz mit einer Konzentration von 5g AgNO3 pro 100 mL Lösung gelöst war. Die Plasmadüse 728 wurde mit Stickstoff (N2) als Arbeitsgas betrieben und der Plasmastrahl wurde auf den Flüssigkeitsfilm 716 oberhalb der zu beschichtenden Oberfläche der Karte gerichtet und mit einer Relativgeschwindigkeit von 0,5 m/min. relativ zur Oberfläche der Karte verfahren. Nach Abschluss des Verfahrens wies die Oberfläche der Karte eine dünne gelbrötliche Beschichtung auf. Diese Beschichtung wurde mittels LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy – Laserinduzierte Plasmaspektroskopie) untersucht unter Verwendung eines LIBS-Geräts vom Typ Microscope EA300, vertrieben durch die Keyence SE/fu 220174WO 25. September 2023 Deutschland GmbH. Mit dem LIBS-Gerät wurde an mehreren Punkten (9 Punkte im 3x3 Raster) die elementspezifische Zusammensetzung der Beschichtung untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass es sich bei der Beschichtung um eine Schicht aus Kupfer handelte. Weiterhin wurde mittels eines Multimeters der ohmsche Widerstand der Beschichtung gemessen und festgestellt, dass die Beschichtung elektrisch leitfähig war, es sich also um eine dünne elektrisch leitfähige Kupferschicht handelte. Eine Fotografie der mit Kupfer beschichteten Karte ist in Fig.9 dargestellt. Die Beschichtung (Pfeil 902) zeigt eine leicht sichtbare Streifenstruktur entsprechend des Verfahrwegs des Plasmastrahls über die Oberfläche der Karte. Diese Struktur verschwindet, wenn die Schichtdicke erhöht wird, zum Beispiel durch mehrfaches Überfahren der Oberfläche mit dem Plasmastrahl. Bezugszeichenliste: 2, 228, 228‘, 328, 528, 628, 728, 728‘ Plasmadüse 4 Düsenrohr 6, 232, 732 Düsenöffnung 8 Dralleinrichtung 10 Einlass 12 Zwischenwand 14 Bohrungen 16 Wirbel 18 Elektrode 20 Keramikrohr 22 Transformator 23 Gasstrom 24 Lichtbogen 25 Entladungsmittel 26, 230, 230‘, 330, 530, 630, 730, 730‘ Plasmastrahl SE/fu 220174WO 25. September 2023 , 300, 400, 500, 600, 600‘, 600‘‘, 700 Verfahren 202, 302, 502, 602, 702 Werkstück 204, 304, 504, 604, 704 Werkstückoberfläche 210, 510, 610, 710 Flüssigkeit 212, 612, 712 Flüssigkeitsvolumen 213, 613, 713 Flüssigkeitsoberfläche 214, 314, 514, 614, 714 Behandlungsbereich 218, 718 Behältnis 229, 329, 629, 729 Verfahreinrichtung 416, 716 Flüssigkeitsfilm 516 Sprüheinrichtung 601 Vorrichtung 617 Tauchbadeinrichtung 618 Tauchbecken 620 Tauchbad 622 Führungsmittel 624 Abgabemittel 626 Aufnahmemittel 740 Metallschicht 802, 804, 902 beschichteter Bereich 806 unbeschichteter Bereich SE/fu 220174WO 25. September 2023

Claims

25. September 2023 P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren (200, 300, 400, 500, 600, 600‘, 600‘‘, 700) zur Behandlung, insbesondere zur Reinigung, Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung, eines Werkstücks (202, 302, 502, 602, 702), - bei dem ein atmosphärischer Plasmastrahl (26, 230, 230‘, 330, 530, 630, 730, 730‘) erzeugt wird, - bei dem ein zu behandelndes Werkstück (202, 302, 502, 602, 702), insbesondere ein zu reinigendes, reduzierendes und/oder zu beschichtendes Werkstück, mit einer Flüssigkeit (210, 510, 610, 710) in Kontakt gebracht wird und - bei dem eine Oberfläche (204, 304, 504, 604, 704) des zu behandelnden Werkstücks (202, 302, 502, 602, 702), insbesondere des zu reinigenden, reduzierenden und/oder zu beschichtenden Werkstücks, und/oder die Flüssigkeit (210, 510, 610, 710) mit dem atmosphärischen Plasmastrahl (26, 230, 230‘, 330, 530, 630, 730, 730‘) beaufschlagt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (202, 302, 502, 602, 702) mit der Flüssigkeit (210, 510, 610, 710) in Kontakt gebracht wird, indem das Werkstück (202, 302, 502, 602, 702) vor der Beaufschlagung der Oberfläche (204, 304, 504, 604, 704) oder der Flüssigkeit (210, 510, 610, 710) mit dem Plasmastrahl (26, 230, 230‘, 330, 530, 630, 730, 730‘) in einem Flüssigkeitsvolumen (212, 612, 712) angeordnet, insbesondere untergetaucht wird. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, - 2 - dass das Beaufschlagen mit dem atmosphärischen Plasmastrahl (26, 230, 230‘, 330, 530, 630, 730, 730‘) derart bewirkt wird, dass ein oberhalb des Werkstücks (202, 302, 502, 602, 702) befindlicher Anteil des Flüssigkeitsvolumens (212, 612, 712) durch den atmosphärischen Plasmastrahl (26, 230, 230‘, 330, 530, 630, 730, 730‘) lokal verdrängt wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (202, 302, 502, 602, 702) mit der Flüssigkeit (210, 510, 610, 710) in Kontakt gebracht wird, indem das Werkstück (202, 302, 502, 602, 702) während und/oder nach der Beaufschlagung mit dem Plasmastrahl (26, 230, 230‘, 330, 530, 630, 730, 730‘) mit der Flüssigkeit (210, 510, 610, 710) beaufschlagt, insbesondere besprüht wird. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der atmosphärische Plasmastrahl (26, 230, 230‘, 330, 530, 630, 730, 730‘) unter Verwendung eines reduzierenden Arbeitsgases, insbesondere eines Formiergases, erzeugt wird. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit (210, 510, 610, 710) eine Wasserstoff-haltige Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser-haltige Flüssigkeit, verwendet wird. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit (210, 510, 610, 710) eine organische Flüssigkeit verwendet wird. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der atmosphärische Plasmastrahl (26, 230, 230‘, 330, 530, 630, 730, 730‘) mit einer Plasmadüse (2, 228, 228‘, 328, 528, 628, 728, SE/fu 220174WO 25. September 2023 - 3 - 728‘) erzeugt wird, wobei die Plasmadüse (2, 228, 228‘, 328, 528, 628, 728, 728‘) eine Düsenöffnung (6, 232, 732) aufweist, aus der im Betrieb der Plasmastrahl (26, 230, 230‘, 330, 530, 630, 730, 730‘) austritt. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmadüse (2, 228, 228‘, 328, 528, 628, 728, 728‘) und das Werkstück (202, 302, 502, 602, 702) während der Beaufschlagung mit dem Plasmastrahl (26, 230, 230‘, 330, 530, 630, 730, 730‘) relativ zueinander verfahren werden. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der atmosphärische Plasmastrahl (26, 230, 230‘, 330, 530, 630, 730, 730‘) mittels elektrischen Entladungen in einem Arbeitsgas erzeugt wird. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der atmosphärische Plasmastrahl (26, 230, 230‘, 330, 530, 630, 730, 730‘) mittels einer bogenartigen Entladung in einem Arbeitsgas erzeugt wird, wobei die bogenartige Entladung durch Anlegen einer hochfrequenten Hochspannung zwischen Elektroden erzeugt wird. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeit (210, 510, 610, 710) ein Precursor, insbesondere ein metallhaltiger Precursor zugegeben wird oder ist, wobei es sich bei dem Precursor vorzugsweise um ein Salz handelt. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Werkstück um ein bandförmiges Werkstück (602), insbesondere um ein Metallband, handelt. SE/fu 220174WO 25. September 2023 - 4 - 14. Vorrichtung (601) zur Behandlung, insbesondere zur Reinigung, Reduktionsbehandlung und/oder Beschichtung, eines bandförmigen Werkstücks (602), insbesondere eines Metallbands, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens (600, 600‘, 600‘‘) nach Anspruch 13, - mit einer Tauchbadeinrichtung (617), die dazu eingerichtet ist, ein bandförmiges Werkstück durch ein Tauchbad (620) zu führen und - mit einer Plasmaquelle (2, 628) zur Erzeugung eines atmosphärischen Plasmastrahls (26, 630), - wobei die Plasmaquelle (2, 628) dazu angeordnet und eingerichtet ist, im Betrieb das Tauchbad (620) oder ein durch das Tauchbad (620) der Tauchbadeinrichtung (617) geführtes bandförmiges Werkstück (602) mit einem atmosphärischen Plasmastrahl (26, 630) zu beaufschlagen. SE/fu 220174WO 25. September 2023
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