Modifikation eines Ni-Basislotes mit Ni-Partikeln zur Verbesserung der Eigenschaften der Lötverbindungen

In der vorliegenden Arbeit wird das Ni-Basislot Ni650 durch die Zugabe von Ni-Partikeln in verschiedenen Partikelgrößen und -gehalten modifiziert, mit dem Ziel, gezielt die Schmelzeigenschaften, Mikrostruktur und mechanischen Eigenschaften der Lötverbindungen zu beeinflussen. Es zeigt sich, dass bis zu einer Zugabe von 20 Gew.-% Ni-Partikeln ein gutes Benetzungs- und Fließverhalten der Lote aufrechterhalten werden kann. Dabei kann die Solidustemperatur bei Zugabe von 10 Gew.-% Partikeln um ca. 32 K und bei Zugabe von 20 Gew.-% um ca. 41 K erhöht werden. Mikrostrukturuntersuchungen gelöteter Verbindungen mit einer Ni-Superlegierung sowie einem rostbeständigen Stahl zeigen, dass mit den modifizierten Loten durch den erhöhten Ni-Gehalt die Bildung spröder Phasen in der Lötnaht reduziert und deren Morphologie verändert wird. Dadurch werden deutlich höhere Festigkeiten der Lötverbindungen erreicht: Bei Verwendung der Ni-Superlegierung kann die Zugfestigkeit um das 1,5-fache, bei Verwendung des rotbeständigen Stahls um das 2,8-fache gesteigert werden. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass durch Modifikation mit Ni-Partikeln nicht nur die thermische Belastbarkeit, sondern auch die mechanische Leistungsfähigkeit der Lötverbindungen deutlich erhöht werden kann. Die Modifikation ist dabei ausgesprochen einfach: Es werden lediglich Partikel zugegeben, während bestehende Lötprozesse und -materialien unverändert bleiben.