Christopher Schaak, 2020
| Titel | Untersuchungen zum inversen PTLP-Löten von 3YSZ und XYCrTILa22 mit nickelbasierten Schichtsystemen für Hochtemperaturanwendungen |
| Autor/Autor | Christopher Schaak |
| Verleger | Vulkan Verlag GmbH |
| Erscheinungsjahr | 2020 |
| Gesamttitel | Werkstofftechnologische Schriftenreihe ; Bd. 20 |
| Hochschulschrift | Zugl.: Dortmund, Techn. Univ., Diss., 2020 |
| ISBN | 978-3-8027-8827-7 |
| Sprache | Deutsch |
| Schlagwörter | |
| Bezugsquelle | 31,50€ beim Vulkan-Verlag |
Kurzfassung
Die Werkstofftechnologie ist eine Kerndisziplin für die Herstellung zukunftsweisender Produkte. Insbesondere die Werkstoffgruppe der technischen Keramiken weist ein hohes Potential in verschiedenen hochtechnologischen Anwendungen, von der Verbrennungskraftmaschine bis hin zu Festoxidbrennstoffzelle, auf. Dem Anwender von technischen Keramiken fehlt es im Hochtemperaturbereich weiterhin an geeigneten Fügeverfahren, sodass das Potenzial dieser Werkstoffgruppe oft nicht vollständig ausgeschöpft werden kann. Aufbauend auf der Kenntnis der Vor- und Nachteile konventioneller Fügeverfahren, wird ein alternatives Fügeverfahren, das inverse Partial Transient Liquid Phase(iPTLP) Löten, vorgestellt, mit dem Ziel vorhandene Anwendungslücken zu schließen und die Möglichkeiten von Ingenieurkeramiken besser zu nutzen. In der vorliegenden Arbeit wird, theoretisch sowie praktisch, das iPTLP-Löten als Fügeverfahren für ein Grundwerkstoffsystem bestehend aus dem ferritischen Hochtemperaturstrahl X1CrTiLa22(Crofer22APU) sowie dem Yttriumoxid stabilisierten Zirkoniumdioxid-Keramtik (3YSZ) beschrieben und untersucht.
In diesem Zusammenhang werden die Auswirkungen von nickelbasierten Zusatzwerkstoffen (Nickel,CuNi44,Ni20Cr) und verschiedenen Aktivelementen auf die Zielgrößen Morphologie, Festigkeit sowie Hochtemperaturbeständigkeit diskutiert. Die Ergebnisse belegen die grundsätzliche Eignung des iPTLP-Lötens für die Herstellung hochwertiger Fügeverbindungen aus X1CrTiLa22 und 3YSZ. Die Leistungsfähigkeit der Lötverbunde im Hinblick auf Scherdruckfestigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit divergiert hierbei individuell mit dem eingesetzten Zusatzwerkstoffsystem und den Prozessparametern. So führt die Verwendung von Nickel-Chrom und Titan oder Zirkonium generell zu Verbunden mit hoher Festigkeit, jedoch reduzierter Hochtemperaturbeständigkeit. Dahingegen führt die Verwendung von Nickel in Kombination mit Titan oder Tirkonium zu moderaten Verbundfestigkeiten sowie zu einer gesteigerten Hochtemperaturbeständigkeit. Zuletzt werden Erläuterungen gegeben, wie die Parameter des Lötprozesses genutzt werden können, um die Morphologie sowie die Eigenschaften Scherdruckfestigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit gezielt einzustellen.
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