Reaktive metallische Mikropartikel für das thermische Fügen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Michael Friedrich Zäh
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 376550608

Reaktive Systeme aus Aluminium (Al) und Nickel (Ni) besitzen die einzigartige Eigenschaft, nach externer Zündung für wenige Millisekunden Reaktionstemperaturen von bis zu 1500 °C zu erzeugen. Die entstehende thermische Reaktionsenergie kann genutzt werden, um eine stoffschlüssige Fügeverbindung herzustellen. Kommerziell erhältlich sind Al-Ni-Systeme derzeit ausschließlich im Folienformat als sogenannte Nanofolien, welche jedoch im fügetechnischen Kontext mit individuellen Nachteilen behaftet sind, wie zum Beispiel dem spröden Materialverhalten nach Reaktionsende oder der Beschränkung auf ebene Fügeflächen. Daher sollen mit diesem Forschungsvorhaben die vorteilhaften Reaktionseigenschaften des Al-Ni-Systems in einem fertigungstechnisch flexiblen Format, nämlich Partikeln in Mikrometergröße, umgesetzt werden. Um das Fügen mittels reaktiver Al-Ni-Mikropartikel zur produktionstechnischen Anwendung zu befähigen, wird ein ganzheitlicher Forschungsansatz verfolgt. Die Grundlage hierfür bilden detaillierte Prozessuntersuchungen zur nasschemischen und mechanischen Herstellung der reaktiven Mikropartikel. Um Prozessverständnis für einen gezielten Einsatz als thermische Fügetechnologie aufzubauen, werden die reaktiven Mikropartikel hinsichtlich ihrer Eigenschaften sowohl vor, während als auch nach der Reaktionsaktivierung mittels Mikrowellenstrahlung charakterisiert. Diese Charakterisierung der Einzeleffekte und Wirkzusammenhänge ermöglicht fundierte Rückschlüsse bezüglich der beiden unterschiedlichen Syntheserouten und bildet die Basis für die Modellbildung des Prozessverhaltens.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen