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Seite: von 21

Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7031 Beiträge

Erstellt am: 07.06.2015 :  19:57:03 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Anlass zu diesem Beitrag ist der hoch interessante Thread, gestartet von „Fraxinus“ Kai:
http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=182250

dadurch bin ich mittlerweile „gralsüchtig“ geworden. Eindeutig Schuld daran sind Michael und Kai, genau in der Reihenfolge. Das ging so. Vor Jahren sah ich bei Michael seine Vacuum- Bedampfungsanlage im Entstehungsmodus. Daran hat mich insbesondere die Turbo-Molekularpumpe fasziniert. Das Teil arbeitet nämlich prinzipiell wie ein vielstufiger Axialverdichter für Turbostrahltriebwerke. Ja, mit Miniatur- Turbostrahltriebwerken zum Antrieb von Flugmodellen hatte ich in meinem früheren Leben intensiv zu tun.
Vor gut einer Woche eröffnete mir Kai, dass er in seiner Sammlung eine kleinere Turbo-Molekularpumpe mitsamt Steuergerät sowie die passende Vorpumpe übrig habe, weil diese für sein Projekt zu klein. Da gab es für mich kein Halten mehr. Schon am vergangenen Dienstag den 2. Juni schlugen zwei Pakete von Kai bei mir ein, dazu noch passende Links und PDF- Dateien und natürlich telefonische Tipps. Nochmals herzlichen Dank, lieber Kai für die großartige Unterstützung.
Also, so ungefähr sieht derzeit das Versuchsfeld bei mir aus:

Bild 1


Die Turbopumpe kann schon bei 8 mb Vordruck loslegen und Hochvakuum im Bereich 3x 10^_6 mb erzeugen, mit ca. 60/s Förderstrom. Sie dreht dabei aber bis 60000/min und braucht ein spezielles Versorgungsgerät.

Die zweistufige Membran-Vorpumpe schafft 2-3 mbar und ist daher hier sehr gut geeignet. Sie wird ohne irgendwelche Zusatzelektronik aus der el. Steckdose betrieben.

Nach meinen ersten Versuchen schafft die Vorpumpe das zum Betrieb der Turbo notwendige Vakuum in der gezeigten Versuchsanordnung (ca. 1,5 l Gesamtvolumen) innerhalb einer Minute. Zur Kontrolle dient ein Drucksensor. Der liefert bei atmosphärischem Druck ca. 3,9V und bei 2-3 mbar ca. 1 V. Mittels 4-stelligen Multimeter kann man diesen Bereich gut auflösen und man hat damit eine zuverlässige Kontrolle ob die Turbo sinnvollerweise zugeschaltet werden kann.

Zur Erzeugung der Glimmentladung zwecks Endreinigung der zu belegenden Oberfläche bot sich das handliche Versorgungsgerät meines He-Ne Lasers an. Die Glimmentladung setzt bereits vor Erreichen des Vordrucks ein.

Die Glimmentladung dient hier in der minimalistischen Ausführung aber auch zur Kontrolle des Hochvakuums nach Einschaltung der Turbopumpe. Diese bewirkt bereit in ihrer Anlaufphase eine drastische Veränderung der Leuchterscheinung. Das Wichtigste dabei ist aber dass die Glimmentladung zuletzt das gesamte Einmachglas füllt und dann schlagartig abreißt. Dieser Zustand wird ca.1 Minute nach Erreichen der automatisch gesteuerten Arbeitsdrehzahl der Turbopumpe erreicht. Dann ist das Vacuum schon sehr nahe am oder sogar schon im grünen Bereich. Meines Wissens mussten die Entwickler des Vakuum- Bedamfungsprozesses auf präzise Hochvakuum- Messtechnik verzichten.

Als Heizelektrode zur Verdampfung von Alu sind Wolframelekroden für WIG Schweißgeräte gut geeignet. Um diese auf die notwendige helle Rotglut zu bringen braucht man aber einen recht kräftigen Strome in Bereich von nahe 100A. Das leistet der Preiswert- Schweißtrafo in der Versuchsanordnung mi tseinem Strom, Einstellbereich 55 bis 100 A.

Hier folgen Bilder zu Details der Kammer vor dem allerersten Bedampfungsversuch.

Bild 2


Bild 3


Kammer verschlossen und nur mit Vorvakuum evakuiert, dann wird die Heizung und Glimmentladung eingeschaltet.

Bild 4


Dieser Test diente zur Prüfung der Vaccum- Betriebssicherheit der thermisch relativ hoch belasteten Stromdurchführung. Die Vorpumpe würde ein schlagartiges Versagen der Vacummdichtung klaglos wegstecken. Die Turbopumpe im vollen Lauf wäre dann aber wahrscheinlich geschrottet. Aber zu meiner Freude hatte sich bei diesem Test der Vordruck nicht merklich verändert. Also der nächste Schritt: Heizen mit Alu- „beladenem“ Verdampfer.

Bild 6


Bild 7


Bild 8


Bild 9


Bild 10


Bild 11
0


Bild 12


Also, im Prinzip geht es ja auch bei mir, aber…. doch lieber erst Kai konsultieren. Er meinte: wahrscheinlich zu wenig Aluminium im Verdampfer. OK, davon hab ich nämlich noch eine fast unbenutzte Haushaltsrolle. Hier also der zweite Versuch mit ca. 10x mehr Alu:

Bild 13


Bild 14


Bild 15


Bild 16


Das Ergebnis ist zwar immer noch nicht perfekt, aber offensichtlich erheblich besser als beim ersten Versuch.

Gruß Kurt

Edit: Bild 8 nachträglich eingeschoben.

Bearbeitet von: Kurt am: 07.06.2015 22:50:52 Uhr

ThomasBauer
Meister im Astrotreff


310 Beiträge

Erstellt  am: 07.06.2015 :  21:20:15 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Kurt,

ich muss einräumen dass ich von der Materie absolut keine Ahnung habe aber was Du und Kai da gerade "bastelt" ist einfach grandios und bin tief beeindruckt mit welchen doch recht einfachen Mitteln da Ergebnisse rauskommen. Hut ab !
Das mit den ganzen stromleitenden Dingen sieht aber doch so aus, dass ihr wisst was man da tut, bei mir würd's funken bis die Feuerwehr käme.!


Viel Glück ihr Tausendsassas , drücke euch die Daumen.

Bearbeitet von: am:
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mkoch
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
2725 Beiträge

Erstellt  am: 07.06.2015 :  21:32:16 Uhr  Profil anzeigen  Besuche mkoch's Homepage  Antwort mit Zitat
Hallo Kurt,

jetzt schiessen die Bedampfungsanlagen ja wie Pilze aus dem Boden !
Bei deiner Anlage solltest du aufpassen dass nichts in die Turbopumpe fallen kann. Das wäre sofort Totalschaden. Ich würde einen kleinen Auffang-Becher unter den Verdampfer machen, falls da mal ein Tropfen Aluminium runterfällt. Ein Gitter über der Pumpenöffnung macht sich auch ganz gut. Ich hatte schon mal das Problem dass das Substrat währen der Beschichtung zu heiss geworden ist und gesprungen ist. Allerdings war der Abstand da deutlich kleiner als bei dir.
Bitte beim Gleichspannungs-Hochspannungs-Netzteil nie vergessen den Ausgang kurzzuschliessen bevor du was anfasst. Ich mache das aus Sicherheitsgründen lieber mit Wechselspannung. Wenn die ausgeschaltet ist, dann kann an der Elektrode keine Spannung mehr sein.

Gruß
Michael

Bearbeitet von: am:
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FrankH
Altmeister im Astrotreff


9867 Beiträge

Erstellt  am: 07.06.2015 :  21:44:20 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Kurt

die Substratreinigung kannst du so machen wie zum versilberen, auch mit der Reihnigungsmischung von Wenske geht das wunderbar.

Abbruch nach einer Minute? dann ist der Test ja bestanden, in Berlin haben wir es eigentlich immer geschafft in weniger wie 15s genug Alu zu verdampfen, also mehr Strom recht weißglühend da das Alu eine recht hohe Verdampfungstemperatur hat ist rotglühend auch nicht zweckmäßig, die Kunst dabei ist nicht zuzugucken wann genug Alu drauf ist sondern die richtige Dosis auf den Verdampfer zu legen.

Die Glimmentladung soll doch das Substrat reinigen und nicht den Verdampfer, da sind sicher 2 Pole näher am Substrat besser.

ihr seid ja alle verrückt, nach Spiegelschleifboom jetzt Vakuum- Verdampfer Boom
aber Daumen hoch, je mehr Anbieter um so besser der Preis, den Mythos des für Amateure undurchführbaren habt ihr schon mal durchbrochen

Gruß Frank

Bearbeitet von: am:
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TGM
Meister im Astrotreff

Deutschland
993 Beiträge

Erstellt  am: 07.06.2015 :  21:49:21 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Kurt,

Spiegelschleifen wurde ein Hobby weil die Spiegel deutlich preiswerter sind, als gekaufte Spiegel. Aber die reklektierende Schicht? Im Hinblick auf Qualität und Preis scheint sich home-made nicht zu lohnen. Moderne Beschichtungen erreichen durch die Kombination mehrer Schichten 95 % oder höherer Reflektivität, vermutlich zu einen deutlich geringeren Preis als der ganze Aufbau inklusive Hochvakuumpumpe. Oder geht es nur um den Spaß an der Bedampfungstechnik?

Gruß

Thomas

Bearbeitet von: am:
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mkoch
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
2725 Beiträge

Erstellt  am: 07.06.2015 :  22:11:11 Uhr  Profil anzeigen  Besuche mkoch's Homepage  Antwort mit Zitat
Zitat:
Original erstellt von: TGM
Spiegelschleifen wurde ein Hobby weil die Spiegel deutlich preiswerter sind, als gekaufte Spiegel.



Das war vielleicht früher ein Grund. Heute entstehen viele selbstgeschliffene Spiegel deshalb, weil es in den gewünschten Abmessungen und mit der gewünschten Qualität nichts zu kaufen gibt. Oder weil es einfach um den Spaß beim Selbermachen geht.

Gruß
Michael

Bearbeitet von: am:
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FrankH
Altmeister im Astrotreff


9867 Beiträge

Erstellt  am: 07.06.2015 :  22:13:58 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Thomas

ob man Material für größere Anlagen günstig verbauen kann steht aus,
aber der Prozess ist vom Material und Strom und Wasserkosten eigentlich sehr günstig, allerdings muß man auch mit 3-6 oder mehr Stunden rechnen um das Vakuum zu erreichen, bei größeren Anlagen dauert das Verdampfen der Luftfeuchtigkeit und vor allem bei Öldiffusionspumpen das aufheizen und abkühlen des Öles recht lange, aber die 200h die man in einen kleinen Spiegel investiert bezahlt auch niemand.

Die Reflexion von reinem Alu kommt schon recht nah an 90%, eine Schutzschicht wäre nicht notwendig weil es im Prinzip einfacher ist den Spiegel abzulaugen und neu zu bedampfen als ihn zu reinigen.

Gruß Frank

Bearbeitet von: am:
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Winni
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1147 Beiträge

Erstellt  am: 07.06.2015 :  22:20:25 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Winni's Homepage  Antwort mit Zitat
Hallo zusammen...

Jedesmal eine Freude wenn man hier reinguckt - der Hammer Kurt!
Wenn das so weitergeht muß man sich ja schämen wenn man nur ganz ordinär Sterne guckt uns sonst nix...

Irgendwie hofft man ja doch das ihr das mal als Nebenerwerb machts, wenn man die Preise in D so anguckt.
Als Vergleich, auch das es sich scheinbar lohnt sowas für andere zu machen, gestattet mir einen link von dem Freund von Mike Clements (der, der den 70" Riesenspiegel verbaute):

http://www.nova-optical.com/Coating.htm

Die Preisliste sagt eigentlich schon alles...

Liebe Grüße und weiter so!
Winni

Forenverbot für Musikinstrumente

Astronomie vom Ende der Welt:
www.outer-rim.eu
-Projekt Tschuri wirft seine Schatten voraus-
https://www.youtube.com/user/1969Winni

Und noch ein
Teleskoptreffen:
http://www.almberg-treffen.de/


Bearbeitet von: am:
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TGM
Meister im Astrotreff

Deutschland
993 Beiträge

Erstellt  am: 07.06.2015 :  22:31:43 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
wenn etwas teurer und schlechter wird als wenn ich es kaufe, kann das natürlich trotzdem Spaß machen. Ich würde eher versuchen etwas selber zu machen was ich so entwedern nicht kaufen kann oder weil es preiswerter wird, das würde mich viel stärker reizen.

beste Grüße

Thomas

p.s. was kostet die ganze Grundausrütstung für die Bedampfung? Wenn hier jemand eine Quelle für Turbopumpnen für ein paar (hundert) Euro hat, das würde mich schon interessieren.

Bearbeitet von: TGM am: 07.06.2015 22:44:36 Uhr
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Kalle66
Forenmeister im Astrotreff

Deutschland
9820 Beiträge

Erstellt  am: 07.06.2015 :  22:48:42 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hi Kurt,
wenn du das Alu so um den Wolframstift wickelt, dann wird er genau an dieser Stelle zuletzt heiß, weil da der Widerstand am geringsten ist und die wenigste Spannung abfällt. Das könnte die unvollständige Verdampfung erklären.

In einem der in Kais Diskussion verlinkten Berichten wird auch davon geschrieben, dass der Schichtaufbau der Aluschicht mit einer Mindestrate (also schnell genug) geschehen sollte, damit sie ordentlich haftet. Zu langsam, und Restsauerstoff (woher auch immer der da kommt) sorgt für Oxidation des Alus in der aufzubauenden Schicht.

Kalle - Alles wird gut !
Meine Okulardatenbank im Astrotreff: hier
Termine Teleskoptreffen gibt es hier

Bearbeitet von: Kalle66 am: 07.06.2015 23:00:33 Uhr
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jonny
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1504 Beiträge

Erstellt  am: 07.06.2015 :  23:05:07 Uhr  Profil anzeigen  Sende jonny eine ICQ Message  Antwort mit Zitat
Ein sehr schönes Bastelprojekt.

Bei den Turbos ist die Skalierung auf Spiegelmaß teuer. Der erreichbare Endruck hängt von der Vakuumkammergröße ab: Je größer, desto größer muss die Turbo werden, was heißt, dass es schnell teuer wird. Turbopumpen kosten.

Wie weiter oben schon gesagt: Es sollte unbedingt ein Schutz über die Öffnung zur Turbo. Bei den Drehzahlen reichen kleine Schmutzpartikel aus, um das Ding völlig zu zerstören. Da bröselt schnell mal ein kaum sichtbares, aber letales Ding rein. Eine Maßnahme ist, immer als erstes, wenn man das Ding offen hat, was über die Öffnung zu legen. (kritischer ist allerdings Zeug, dass im vollen Lauf reinfällt)

Dient das Verbindungsstück zwischen Turbopumpe und Vakuumbehälter einem wichtigen Zweck? Damit verminderst du nämlich die Saugleistung der Pumpe. In diesem Strömungsbereich, wo es nicht mehr um fluiddynamischen Sog geht, ist kompakter besser. Das könnte den Enddruck verringern, was für die Schicht sicherlich besser ist. Wobei natürlich die Frage ist, was die größte Quelle für Restgas ist.

Im andere Thread war die Frage schon mal da: Lohnt es sich bei Alu, das Substrat zu heizen? Für den Schichtaufbau kann das ganz hilfreich sein, vorsichtig aufzuheizen und dann kontrolliert (laaangsam) wieder auf Raumtemperatur abzukühlen.

Grüße,
Jonas


Es ist IMMER Zeit für eine Tasse Tee! Immer!

Bearbeitet von: am:
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mkoch
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
2725 Beiträge

Erstellt  am: 07.06.2015 :  23:09:47 Uhr  Profil anzeigen  Besuche mkoch's Homepage  Antwort mit Zitat
Zitat:
Original erstellt von: jonny
Dient das Verbindungsstück zwischen Turbopumpe und Vakuumbehälter einem wichtigen Zweck? Damit verminderst du nämlich die Saugleistung der Pumpe.


Das stimmt. Kürzer wäre besser.

Gruß
Michael

Bearbeitet von: am:
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Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7031 Beiträge

Erstellt  am: 07.06.2015 :  23:58:23 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Freunde,

vielem Dank für eure Beiträge.
Erst mal etwas zu meiner Einstellung. Ich mache so etwas hauptsächlich aus Spaß an der Freud. Als ehemaliger Physik- Ing. weiß ich nur zu gut dass man damit kein Geld verdienen kann. Es interessiert mich dabei auch gar nicht ob denn die professionelle Belegung eines kleinen Spiegels billiger ist als das was mich der Spaß kostet. Aber hin und wieder bringen mich derartige Spielereien auf Lösungen die man nirgends kaufen kann. Ob das auch hier so sein wird ? keine Ahnung.

(==>) Kalle,
Zitat:
wenn du das Alu so um den Wolframstift wickelt, dann wird er genau an dieser Stelle zuletzt heiß, weil da der Widerstand am geringsten ist und die wenigste Spannung abfällt. Das könnte die unvollständige Verdampfung erklären.


So konnte man das auch sehen. Aber das war ja erst der zweite "Schuss" bei dem ich bewusst Alu überdosiert hatte. Irgendwann will ich doch die Folie Alurolle aufgebraucht haben Immerhin hat es ja trotz deulich erkennbarer "kalter" Aluperle ordenltich. gedampft.

(==>)Winni,
Zitat:
Wenn das so weitergeht muß man sich ja schämen wenn man nur ganz ordinär Sterne guckt uns sonst nix...


wieso denn das? Sternegucken macht ja auch Riesenspaß, wenn sie denn zu sehen sind. Der Vielzweck- Experimentierraum (meine Enkel sagen Chaoskeller, weil sie dort den Grad der Entopie nach Kräften erhöhen dürfen) steht mir aber immer zur Verfügung

(==>) Frank,
Zitat:
die Substratreinigung kannst du so machen wie zum versilberen, auch mit der Reihnigungsmischung von Wenske geht das wunderbar...



meine Standard- Reinigungsprozedur wie vor dem Versilbern hab ich zwar praktiziert, aber bewusst weniger intensiv. Ich wollte auch herausfinden ob den die Bedampfung ähnlich kritisch darauf reagiert. Tut sie offensichtlich.

Zitat:
Die Glimmentladung soll doch das Substrat reinigen und nicht den Verdampfer, da sind sicher 2 Pole näher am Substrat besser...


Die Glimmentladung füllt bei dem "richtigen" Druck das gesamte Weck- Glas, ganz gleich wo die Elektrode sitzt. Das konnte ich aber nicht ordentlich fotografieren weil bei mir dieser Zustand wg. des schnell fallenden Drucks nach Einschaltung der Turbopumpe nur wenige Sekunden andauert. Das scheint mir mir aber vorläufig auch nebensächlich zu sein da die Schicht nur in den Bereichen der vis. erkennbaren Verschmutzungen den Tesatest nicht bestanden hat.

(==>)Michael,
Zitat:
Bei deiner Anlage solltest du aufpassen dass nichts in die Turbopumpe fallen kann...

Vielen Dank für die Warnungen. Aber diese Gefahr ist mir aus meiner Zeit als Modellturbinen Entwickler- und Bauer bestens bekannt. Die dinger liefen zt mit bis zu 150.000/min. Die HY.Cone 60 hat bereits von Hause aus ein Sieb im der Ansaugöffnung. Mein Alutropfen hängt nicht über dem Ansaugschacht. Zusätzlich werde ich aber noch eine kleine Auffangwanne installieren. Zudem hab ich schon daran gedacht den "Turm" flach zu legen. Die Turbopumpe lässt das lt. Spezifikation zu.

Zitat:
Bitte beim Gleichspannungs-Hochspannungs-Netzteil nie vergessen den Ausgang kurzzuschliessen bevor du was anfasst. Ich mache das aus Sicherheitsgründen lieber mit Wechselspannung. Wenn die ausgeschaltet ist, dann kann an der Elektrode keine Spannung mehr sein...

Als ehemalige "elektrotechnische Fachkraft" die auch hin und wieder Geräte mit höherer Gleichspannung repariert hat weiß ich Bescheid. Bei meinem Gerät bricht die Spannung in kurzer Zeit nach dem Abschalten zusammen. Trotzdem mach ich dann noch gewohnheitsmäßig nach dem Abschalten den Kurzschluss gegen Masse. Außer mir darf ohnehin niemand an den Experimentiertisch heran. Wer keine Ahnung den Grundlagen der Elektrizität hat solle von derartigen Experimenten lieber die Finger lassen.

Gruß Kurt

Bearbeitet von: Kurt am: 08.06.2015 00:03:30 Uhr
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FrankH
Altmeister im Astrotreff


9867 Beiträge

Erstellt  am: 08.06.2015 :  00:47:16 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Kurt

wir hatten zum glimmen ein Ventil das sich feinfühlig einstellen lies, wohl eine Nadel welche in eine Bleiplatte drückte.
Ist aber bei größerer Kammer und relativ langsamer Diffpumpe wohl einfacher.

Gruß Frank

Bearbeitet von: am:
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Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7031 Beiträge

Erstellt  am: 08.06.2015 :  00:55:11 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Jonas,
Zitat:
...Dient das Verbindungsstück zwischen Turbopumpe und Vakuumbehälter einem wichtigen Zweck? Damit verminderst du nämlich die Saugleistung der Pumpe.


nein, das Verbindungsstück war nur zufällig mitsamt Dichtungen verfügbar. Beim vakuuntechnisch günstigeren direkten Anschluß des Flansches an die Pumpe hätte ich die Bohrungen und Dichtungen für die Elektroden wesentlich komplizierter gestalten müssen. Sonst hätten de Elektroden nicht in die relativ enge Öffung des Weck- Glases gepasst.

(==>) all,
Weitere Tipps sind natürlich herzlich willkommen. So fehlt mir z. B. ein Hinweis wie man am einfachsten Silber aufdampfen kann. Das hab ich in Form von Blattsilber herumliegen.

Gruß Kurt

Bearbeitet von: am:
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Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7031 Beiträge

Erstellt  am: 08.06.2015 :  01:16:25 Uhr  Profil anzeigen  Antwort mit Zitat
Hallo Frank,
Zitat:
Hallo Kurt

wir hatten zum glimmen ein Ventil das sich feinfühlig einstellen lies, wohl eine Nadel welche in eine Bleiplatte drückte.
Ist aber bei größerer Kammer und relativ langsamer Diffpumpe wohl einfacher.

Gruß Frank



danke für den Tipp. Aber wozu soll ich denn mit dem Glimmen experimentieren wenn die Haftung der Schicht auf dem Substrat gut ist? Die Ablösungen beim Tesa- Test gemäß obigem Bild 16 sind zweifellos erkennbaren Verschmutzungen zuzuordnen (leider nicht fotografisch dokumentiert). Diese Verschmutzungen lassen sich durch gründliche nasschemische Vorreinigung beseitigen. Ich hab noch nie davon gehört dass man diese Vorreinigung durch spezielles Glimmen ersetzen könnte.

Aber wie auch immer, Morgen zaubere ich dir ohne Blei mit primitivsten Mitteln beliebig lang anhaltendes Plasmaglimmen in beliebigen Stadien .

Gruß Kurt


Bearbeitet von: Kurt am: 08.06.2015 01:20:05 Uhr
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