Simulation der Gefügebildung im Lötspalt beim RAB-Löten II

• Antragsteller: Dr. Markus Apel
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 164190245

Die mechanischen Eigenschaften einer Lötverbindung werden wesentlich durch das Gefüge im Lötgut und an den Grenzflächen zwischen Lötgut und Fügepartnern bestimmt. Für den hier zu untersuchenden RAB-Prozess und Ag-Cu-O basierten Loten wird die Gefügebildung sowohl durch den Erstarrungsvorgang als auch durch Reaktionen zwischen dem flüssigen Lot und Fügepartnern sowie durch den Eintrag von Sauerstoff beeinflusst. Ziel dieses Projektes ist es, die Gefügeentwicklung in Ag-Cu-O basierten Loten und die Reaktionen zwischen Lot und Fügepartnern mit Hilfe der numerischen Simulation zu untersuchen. Werkzeuge sind die Gefügesimulation nach der Phasenfeldmethode und die computergestützte Thermodynamik. Durch Simulationsrechnungen soll der Einfluss von Legierungszusammensetzung, der Temperaturführung des Lötprozesses und der Reaktionen zwischen Fügepartnern und Lot auf die Gefügeentwicklung untersucht werden. Von besonderem Interesse ist dabei die Aufklärung der Fragen, warum und wie sich im Gefüge des Lötgutes Inhomogenitäten in der Phasen- bzw. Ausscheidungsverteilung ausbilden (z.B. die Ausbildung der heterogenen Reaktionszone an der Grenzfläche zum Stahl), wie sich diese beeinflussen lassen und schließlich welchen Einfluss die Gefügestruktur auf die mechanischen Eigenschaften des Lötverbundes hat. Nach Kenntnisstand des Antragstellers ist dies der erste Versuch, moderne Methoden der Gefügesimulation auf Fragestellungen beim RAB-Löten anzuwenden, sodass der Gefügesimulation ein neues Anwendungsfeld erschlossen wird und der Entwicklung von Lotprozessen ein neues Werkzeug zur Verfügung gestellt werden kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen