T °C - JuSER - Forschungszentrum Jülich

Stand des Wissens 21
verhaltens zur Verbesserung der mechanischen und chemischen Eigenschaften
führen.
Ein weiterer Vorteil der Kristallisation ist eine stärkere thermische Wiederbelastbarkeit
der Fügeverbindung, die in der Regel bis in das Temperaturgebiet des
Fügevorganges selbst reicht. Wenn dies aber bei kristallisierenden Glasloten nicht
genau kontrolliert wird und der zulässige Temperaturbereich überschritten wird, kann
es zu einer Verringerung der Temperaturwechselbeständigkeit (TWB) kommen, da
es im Laufe der Zeit zu einer Änderung des Verhältnisses von Glas- und
Kristallphasen und somit des Ausdehnungskoeffizienten führen kann.
Weiterführende Literaturstellen über Glaskeramiken und glaskeramischen Löten sind
von Tomsia et al. [Tom 1991]; [Don 1993]; [Pin 1991]; [McH 1991]; [Hud 1991]
erfasst worden. Bei der SOFC-Anwendung hat sich ein etabliertes Lotbasis-System
basierend auf BaO-CaO-SiO2 Stoffsystem unter Berücksichtigung der Wechselwirkung
mit Stahl mit einem Funktionsnachweis über mehr als 15000 h als günstig
erwiesen [FZJ 2009]. Dies wird wiederum bei mobiler Anwendung leider durch die
geringere Thermozyklierbarkeit eingeschränkt.
Komposit-Lote
Komposit-Lote sind im Allgemeinen zusammengesetzte Werkstoffe, die aus der
Kombination von zwei oder mehreren Ausgangskomponenten einen prinzipiell nicht
lösbaren Verbund bilden, mit dem Ziel ein mehrkomponentiges System mit
verbesserten oder gar völlig neuen makroskopischen Eigenschaften zu realisieren.
Die Eigenschaften, die sich damit verbessern lassen, sind im Allgemeinen
mechanischer, physiko-chemischer und vor allem ökonomischer und ökologischer
Natur:
• einfachere Anpassung des thermischen Ausdehnungskoeffizients,
• bessere chemische Stabilität durch Zugabe einer inerten Phase,
• Unterdrückung unerwünschter gebildeter Phasen,
• Festigkeitssteigerung,
• kristallines Pulver kann als Keimbildner fungieren
• Reduzierung der Entwicklungskosten durch frühzeitig gezielte Anpassung an
die gewünschte Eigenschaft.
Im Prinzip sind zahlreiche gezielte Materialeigenschaften wie z.B. Anpassung der
Ausdehnungskoeffizienten, Verbesserung der Festigkeit, der chemischen Stabilität
sowie Verbesserung der Fließeigenschaften durch unendlich viele Materialkombinationen
möglich. Im Rahmen dieser Arbeit fokussieren wir uns auf eine
besondere Klasse von Verbundwerkstoffen und zwar auf glaskeramische Komposit-