Niedertemperaturfügen von Nickelbasis- Superlegierungen mit Nickel-Nanopartikeln

In diesem Beitrag werden Untersuchungen zum Fügen mit Nickel-Nanopartikeln vorgestellt. Nanoskalige Partikel weisen im Vergleich zum entsprechenden Massivmaterial eine geringere Schmelz- und Sintertemperatur auf. Dies bietet großes Potenzial für Fügeprozesse bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen, welche eine Alternative zum konventionellen Löten darstellen können. Auf die beim Löten notwendigen schmelzpunktsenkenden Elemente wie Bor oder Silizium, die zur Bildung spröder intermetallischer Verbindungen führen können, kann damit ebenfalls verzichtet werden. Der Fügeprozess mit Nanopartikeln findet druckbeaufschlagt bei gleichzeitiger Erwärmung unter Vakuum statt („Nanofügen“), was aus technologischer Sicht Diffusionsschweißverfahren ähnelt. Im Unterschied dazu sind jedoch beim Nanofügen die Haltezeiten wesentlich kürzer (einige Minuten); zudem werden beim Nanofügen Nanopartikel bzw. daraus hergestellte Pasten („Nanopasten“) als Zusatzwerkstoff verwendet. Die Nanopasten werden aus organischen Verbindungen und den Nickel-Nanopartikeln durch ultraschallunterstütztes Dispergieren hergestellt. Fügeversuche an Nickel-Superlegierungen wurden hinsichtlich der Mikrostruktur der Fügenähte und Scherzugfestigkeiten der Verbindungen ausgewertet.