Entwicklung eines Diffusionslots auf Basis hochentropischer Legierungen zum Hochtemperaturlöten mit einphasiger Mikrostruktur Entropie

Herkömmliche Hart- und Hochtemperaturlote stoßen beim Fügen korrosionsbeständiger CrNi-Stähle an verschiedene werkstoff- und prozesstechnische Grenzen. Die Bildung intermetallischer Phasen kann dabei die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Lötverbindung beeinflussen. Gleichzeitig erfordern leistungsfähige Nickelbasislote teilweise enge Lötspalte und hohe Löttemperaturen, während edelmetallhaltige Lote mit hohen Materialkosten verbunden sind.

Ziel des Projektes ist daher die Entwicklung eines neuartigen Hochtemperatur-Diffusionslots auf Basis einer Hochentropielegierung (HEA) in Kombination mit einer niedrigschmelzenden Komponente. Durch die Kombination beider Komponenten soll eine einphasige Lötverbindung ohne unerwünschte intermetallische Phasen und ohne eine zusätzliche edelmetallhaltige Mischkristallphase ermöglicht werden.

Zur Erreichung des Forschungsziels werden geeignete Kombinationen aus Hochentropielegierungen und niedrigschmelzenden Komponenten untersucht. Dabei wird insbesondere der Einfluss des Anteils der niedrigschmelzenden Komponente auf das Benetzungs- und Fließverhalten sowie auf die erzielbare Lötspaltbreite betrachtet. Darüber hinaus wird der Einfluss der Prozessführung, insbesondere der Aufheizrate und von Haltezeiten oberhalb des Schmelzpunktes der niedrigschmelzenden Komponente, auf die Ausbildung der Lötverbindung untersucht. Die resultierenden Mikrostrukturen sowie die quasistatischen und dynamischen Festigkeitseigenschaften der Lötverbindungen werden anschließend charakterisiert.

Durch die gezielte Einstellung des Anteils der niedrigschmelzenden Komponente soll das Lot an unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich Fließverhalten, Lötspalt und Konturtreue angepasst werden können. Damit soll ein flexibles Lotkonzept für das Hochtemperaturlöten korrosionsbeständiger Stähle entwickelt werden.