Nanofügen von Stählen mit Cu-Nanopasten

• Antragstellerin: Dr.-Ing. Susann Hausner
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen ; Fügetechnik und Trenntechnik
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 571173945

Im angestrebten Vorhaben soll das Fügen von Stählen bei niedrigen Temperaturen mit Cu-Nanopasten untersucht werden. Aufgrund des verringerten Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnisses der Cu-Nanopartikel in den Nanopasten sind im Vergleich zum Löten mit bspw. Cu-Loten abgesenkte Fügetemperaturen möglich. Damit können unerwünschte Effekte, die beim Hartlöten von Stählen auftreten können, wie z.B. Gobkornbildung, generell eine Veränderung resp. Zerstörung eines gezielt eingestellten Gefüges mit entsprechenden Eigenschaften, Karbidbildung sowie Lotbrüchigkeit vermieden werden. Das Vorhaben zielt darauf ab, drei verschiedene Stähle mit Cu-Nanopasten mit mindestens vergleichbaren mechanischen Eigenschaften im Vergleich zum Hartlöten mit einem Reinkupferlot zu fügen, wobei die Fügetemperaturen des Nanofügeprozesses unterhalb des Lötprozesses liegen. Dazu sollen für das Fügen von Stählen angepasste Cu-Nanopasten entwickelt und charakterisiert werden. Die Cu-Nanopasten werden für das Fügen von Stählen unter Variation verschiedener Prozessparameter (Temperatur, Haltezeit, Fügedruck) verwendet. Mit verschiedenen Charakterisierungsmethoden soll ein vertieftes Verständnis für die ablaufenden Vorgänge beim Fügen geschaffen werden. Dabei werden die Nanopartikel, die Pasten und die hergestellten Verbindungen ausführlich charakterisiert, wobei neben Standard-Untersuchungen wie Mikrostruktur, Zugscherfestigkeiten und Fraktografie zudem als Besonderheiten Schwingfestigkeitsuntersuchungen der Verbindungen, in-situ Mikrozugversuche der Fügenaht sowie in-situ-Mikrobiegeversuche der Verbindungen durchgeführt werden sollen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen