Nickelreaktivlot / Oxidkeramik-Fügungen als elektrisch ... - JuSER

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6.1.3 Auslegung der Fügegeometrie
Die im aktuell verfolgten Stack-Design (Zeus-CSZ, siehe Abb. 2-4) festgelegte Geometrie sowie
die Lage der überlappenden Fügeverbindung schränken die gestalterischen Freiheiten bezüglich
konstruktiver Veränderungen stark ein. Einfach realisierbare Modifikationen bestehen lediglich in
einer Variation des Fügeaufbaus in Form der Schichtenfolge sowie in der Höhe des
Fügeverbundes.
Mit dem Einsatz von beidseitigen EBPVD-MgO-Beschichtungen wurde eine Möglichkeit
untersucht, mit der die beschriebenen Lösungsvorgänge des Substratwerkstoffs im Lot
unterbunden werden. Im Schliffbild sind die so erzwungene Symmetrie der Verbindung sowie
die Unversehrtheit der chromferritischen Substrate erkennbar. Nachteile ergeben sich jedoch
dadurch, dass nicht nur die Chrom- und Mangan-Lösung im Lotspalt unterbunden, sondern
auch die Bor- und Silizium-Diffusion vom Lot in das Metallsubstrat verhindert wird. In der Folge
steigt der Anteil an intermetallischen Phasen im Lotspalt an (Abb. 6-11) und die elastische und
plastische Verformbarkeit der Fügung nimmt ab. Der einfache Schälversuch beweist die
verschlechterten mechanischen Eigenschaften anhand einer deutlichen Abnahme der Festigkeit
(Abb. 6-12), obgleich beide Fügegeometrien im Übergang Lot / Keramik brechen.
500 μm
Crofer 22 APU
MgO
Ni102+5TiH 2
MgO
Bruch präparationsbedingt
Crofer 22 APU
50 μm
Abb. 6-11: Der Einsatz einer beidseitigen MgO-Beschichtung führt zu einer deutlich an intermetallischen
Verbindungen angereicherten Fügezone {Lötzyklus 3: 1070°C, 10 -4 mbar; Abbildung: Lichtmikroskop (IK)}.