Argon ist das dritthäufigste Edelgas in der Erdatmosphäre und macht dort rund 0,93 Prozent des Volumens aus. In seiner flüssigen Form, abgekürzt LAr, liegt es bei minus 185,9 Grad Celsius vor und besitzt eine Dichte von etwa 1,4 Kilogramm pro Liter. Diese physikalischen Eigenschaften, kombiniert mit der chemischen Inertheit, machen flüssiges Argon zu einem industriellen Rohstoff, der in überraschend vielen Branchen gefragt ist. Gleichzeitig wird LAr oft unterschätzt, weil es weniger prominent diskutiert wird als flüssiger Stickstoff oder flüssiger Sauerstoff.
Metallverarbeitung und Schweißtechnik
Die mengenmäßig größte Nachfrage nach flüssigem Argon entsteht in der Metallverarbeitung. Beim MIG-Schweißen (Metall-Inertgas-Schweißen) und beim WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen) dient Argon als Schutzgas, das die Schweißnaht vor Reaktionen mit Luftsauerstoff und Stickstoff schützt. Ohne diesen Schutz entstehen Porosität, Oxidationsflecken und mechanisch schwächere Verbindungen.
In der Praxis werden entweder reines Argon oder Mischgase aus Argon und CO2 eingesetzt. Reines Argon eignet sich besonders für Aluminium, Kupfer und Titan, während Argon-CO2-Gemische beim Schweißen von unlegiertem Stahl kostengünstiger arbeiten. Automobilzulieferer, Schiffbau und Anlagenbau gehören zu den größten Verbrauchern. Ein mittelgroßer Schweißbetrieb mit 20 Arbeitsplätzen benötigt je nach Auslastung bis zu mehreren Tonnen Argon pro Monat, weshalb Tanklieferungen in flüssiger Form gegenüber Druckgasflaschen wirtschaftlich sinnvoller sind.
Elektronikindustrie und Halbleiterfertigung
Halbleiterwerke stellen besonders hohe Anforderungen an die Reinheit der verwendeten Prozessgase. In der Sputtertechnik, einem physikalischen Abscheideverfahren zur Herstellung dünner Schichten auf Wafern, ist Argon das bevorzugte Prozessgas. Dabei werden Argonatome ionisiert und beschleunigen auf ein Targetmaterial, das dabei zerstäubt und auf dem Substrat abgeschieden wird. Verunreinigungen im ppm-Bereich können komplette Wafer-Chargen unbrauchbar machen.
Wer sich mit den Grundlagen der Halbleiterfertigung beschäftigt, findet auf Wikipedia einen guten Einstieg zum Thema Sputtern, der die physikalischen Abläufe verständlich erklärt. Für diese Anwendungen kommen Spezialisten für den Kauf und die Lieferung von LAr in 5.0 Reinheit ins Spiel, also Argon mit einem Reinheitsgrad von 99,999 Prozent, der für sicherheitskritische und hochpräzise Prozesse vorgeschrieben ist. Die 5.0-Klassifizierung bedeutet fünf Neuner hinter dem Komma und ist in der Elektronikindustrie Mindeststandard.
Medizintechnik und Kryochirurgie
Flüssiges Argon wird in der Medizin vor allem in der Kryochirurgie eingesetzt. Bei diesem Verfahren werden Gewebeareale gezielt eingefroren, um Tumorzellen oder krankhaftes Gewebe abzutöten. Die extrem niedrige Temperatur von LAr erlaubt eine präzise Tiefenwirkung, die mit anderen Kältemitteln schwer zu erreichen ist. Anwendungsgebiete umfassen die Behandlung von Prostatatumoren, Lebertumoren und bestimmten Hautveränderungen.
Geräte für die Kryochirurgie arbeiten mit Argongasströmen, die intern verflüssigt oder direkt aus LAr-Vorratstanks gespeist werden. Die Sterilität und Reinheit des Gases sind hier nicht verhandelbar. Krankenhäuser und spezialisierte Kliniken beziehen LAr in der Regel über zertifizierte Gaslieferanten, die auch eine Dokumentationskette für die verwendeten Chargen bereitstellen. Das Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte reguliert in Deutschland Medizinprodukte und damit auch Geräte, die mit kryogenen Medien arbeiten.
Lebensmittelindustrie und Verpackung
Weniger bekannt ist der Einsatz von Argon im Lebensmittelbereich. Als Lebensmittelzusatzstoff mit der Bezeichnung E938 dient es zur Schutzgasverpackung empfindlicher Produkte. Im Vergleich zu CO2 oder Stickstoff reagiert Argon noch inerte und kann den Geschmack und die Farbe von Produkten wie frisch geschnittenem Obst, Premiumölen oder Wein besser erhalten.
In der Weinbranche hat sich eine Nische für Argon als Schutzgas in offenen Flaschen entwickelt. Wein oxidiert bei Kontakt mit Luft innerhalb von Stunden bis Tagen merklich. Ein Argonpolster über der Flüssigkeit verdrängt den Sauerstoff und verlängert die Haltbarkeit einer angebrochenen Flasche um mehrere Tage. Diese Anwendung nutzen sowohl Weinbars und Restaurants als auch private Enthusiasten. Industriell kommt LAr bei der Inertisierung von Lagertanks zum Einsatz, also dem Schutz großer Mengen flüssiger Lebensmittel vor Sauerstoffkontakt während der Lagerung.
Lagerung, Logistik und Sicherheitsvorschriften
Flüssiges Argon wird in vakuumisolierten Druckbehältern, sogenannten Kryostaten oder Dewargefäßen, transportiert und gelagert. Die Behälter sind so konstruiert, dass der natürliche Verdampfungsverlust (Boil-Off) minimal bleibt, typischerweise unter einem Prozent pro Tag. Bei stationären Tanks im Industriemaßstab werden Kapazitäten von 500 bis über 50.000 Liter eingesetzt.
Trotz seiner chemischen Inertheit birgt LAr spezifische Risiken. Bei Verdampfung in geschlossenen Räumen kann Argon den Sauerstoffgehalt der Luft so weit absenken, dass Erstickungsgefahr entsteht, ohne dass dies durch Geruch oder Sichtbarkeit wahrnehmbar wäre. Die Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische Industrie gibt klare Richtlinien für den Umgang mit kryogenen Gasen vor. Betriebe sind verpflichtet, Arbeitsbereiche mit LAr-Tanks mit Sauerstoffwarngeräten auszustatten und Mitarbeiter regelmäßig zu schulen.
- Mindestlüftung: Lagerräume müssen technisch belüftet sein, Mindestluftvolumen gemäß TRGS 407
- Persönliche Schutzausrüstung: Kälteschutzhandschuhe, Schutzbrille und geschlossene Schuhe bei direktem Kontakt
- Kennzeichnungspflicht: Tanks und Rohrleitungen müssen gemäß DIN-Normen beschriftet sein
- Regelmäßige Prüfung: Druckbehälter unterliegen der Betriebssicherheitsverordnung und müssen periodisch geprüft werden
Die rechtlichen Grundlagen für den Umgang mit Druckbehältern und gefährlichen Stoffen finden sich in der Betriebssicherheitsverordnung auf gesetze-im-internet.de, die Arbeitgeber direkt in die Pflicht nimmt.
Fazit: LAr als stiller Allrounder
Flüssiges Argon ist kein Nischenprodukt für Labors, sondern ein industriell breit genutzter Rohstoff. Von der Schweißnaht im Automobilbau über den Wafer in der Chipfabrik bis zur Kryosonde im Operationssaal deckt LAr ein erstaunlich weites Spektrum ab. Wer in einem dieser Bereiche tätig ist, sollte die Versorgungskette sorgfältig planen, denn Lieferengpässe bei Edelgasen entstehen schneller als oft erwartet, etwa bei Wartungsarbeiten an Luftzerlegungsanlagen oder durch geopolitische Schwankungen im Rohgasangebot. Eine verlässliche Bezugsquelle mit klaren Qualitätszertifikaten ist deshalb kein optionales Extra, sondern betriebliche Grundvoraussetzung.
