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Einleitung 3

thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Lotmaterialien, nun aber basierend auf

glaskeramischen Verbundwerkstoffen mit zugleich angepasster Fließfähigkeit, dar.

Der im Vordergrund stehende Aspekt dieser Arbeit ist die Entwicklung einer neuen

Strategie zur Steuerung des Ausdehnungskoeffizienten von Verbundwerkstoffen aus

Glas und Keramik. Hierbei werden eine Glasmatrix und ein kristalliner Füllstoff aus

dem gleichen Koexistenz-Bereich gewählt. Der Begriff „Glasmatrix“ bezieht sich hier

auf ein ausgewähltes Glassystem, welches als Matrix für die Bildung eines

Kompositmaterials angenommen wird. Durch die gezielte Beimischung einer

kristallinen Phase in diese Glasmatrix werden für die jeweils zu fügenden Bauteile

angepasste Ausdehnungskoeffizienten eingestellt.

Aufgrund der Komplexität von mehrkomponentigen Systemen ist es in vielen Fällen

schwierig, eine gewünschte Änderung der rheologischen Eigenschaften direkt in das

Konzept der Steuerung des Ausdehnungskoeffizienten einzubinden. Deshalb bildet

die Steuerung bzw. die Verbesserung der rheologischen Eigenschaften der

Glasmatrix bzw. der glaskeramischen Komposite (Verbundwerkstoffe), neben der

Steuerung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten, den zweiten Aspekt dieser

Arbeit. Aus diesem Grunde wird in mehrkomponentigen Systemen durch

niedrigviskose Zusatzphasen mit niedrigsten Eutektika die Fließfähigkeit analog zu

der Vorgehensweise zur Steuerung des Ausdehnungskoeffizienten durch gezielte

Variation der Massenverhältnisse gesteuert. In diesem Zusammenhang werden auch

für verschiedene Stoffsysteme in ausgewählten Koexistenz-Bereichen die

Viskositätskurven der Glasmatrizen empirisch durch rechnergestützte Programme

berechnet und mit experimentellen Daten verglichen. Anschließend wird die effektive

Viskosität, welche die Viskosität der Glaskomposite darstellt, berechnet.

All diese Anforderungen erfordern nicht nur eine detaillierte und präzise

Vorgehensweise bei der Auswahl der zu untersuchenden Stoffsysteme, sondern

auch fundierte Kenntnisse über die Möglichkeiten und auch Grenzen der heute

üblicherweise eingesetzten thermochemischen Berechnungsprogramme wie

SCIGLASS ® und FACTSAGE ® .

Ein zusätzlicher Aspekt bildet in dieser Arbeit die Untersuchung der Kristallisationskinetik,

des Fügeprozesses sowie die Charakterisierung der gefügten Sandwichproben

mit adäquaten Methoden.

Die im Rahmen dieser Dissertation angestrebte Entwicklung eines neuen Konzeptes

soll es später ermöglichen, Fügematerialien hinsichtlich der an sie gestellten

Anforderungen (angepasster Ausdehnungskoeffizient, Fließfähigkeit, chemische

Beständigkeit etc.) je nach Fügepartnern spezifisch zu entwickeln. Aufgrund der

gewonnenen Erkenntnisse können somit auch unerwünschte Phasenumwandlungen

unterdrückt und das Kristallisationsverhalten der Fügematerialien nach einer

thermischen Behandlung besser kontrolliert oder zumindest verstanden werden.

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