Kaltgasspritzen von Al-basierten Lotwerkstoffen

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Kirsten Bobzin, seit 2/2007
• Fachliche Zuordnung: Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5442919

Beim Kaltgasspritzen werden kalte Partikel mit hoher Energie auf eine zu beschichtende Oberfläche geschleudert. Hierbei entstehen oxidarme, dichte Schichten. Dünne Oxidbeläge auf dem Substrat werden dabei weitestgehend abgetragen und aufgebrochen. Aufgrund dieser Eigenschaften empfiehlt sich das Kaltgasspritzen zur lokalen Applizierung von AI-basierten Lotwerkstoffen. Neben der Automatisierbarkeit der Beschichtung stellt bei der Herstellung AI-Lötverbindungen die Möglichkeit des Ersatzes aufwendiger Vakuumlötprozesse durch Löten unter Schutzgasatmosphäre einen technologischen und wirtschaftlichen Vorteil dieser Lotapplizierungsmethode dar. Potentielle Anwendungsgebiete für die Oberflächenbelotung durch Kaltgasspritzen liegen in der lokalen Beschichtung von Bauteilen und Halbzeugen im Bereich der Klimatechnik, dem Automobilbau, dem Anlagenbau, der Elektronik und der Energietechnik. Ziel des Forschungsvorhabens ist die grundlegende materiaiwissenschaftliche Untersuchung des Lötens unter Schutzgasatmosphäre von schwer benetzbaren AI-Grundwerkstoffen mit kaltgasgespritzten AI-Lotwerkstoffen. Die Untersuchungen sollen das wissenschaftlich technologische Fundament für mögliche spätere Anwendungen des Kaltgasspritzens zur Belotung liefern. Der Schwerpunkt im ersten und zweiten Jahr ist die Erstellung eines Modells zur Beschreibung der Ausbildung der den Lötprozess entscheidend beeinflussenden Grenzfläche zwischen Substrat und der Lotschicht unter Anwendung der Finiten Elementen Methode. Der Schwerpunkt der Arbeiten im hier nicht beantragten dritten und vierten Jahr liegt in der Untersuchung der Lötverbundeigenschafteri und der Entwicklung eines Schichtlotverbundes zur gezielten Beeinflussung der chemischen Zusammensetzung der Lotnaht.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Erich Lugscheider, bis 2/2007