Reaktive Benetzung an fest-flüssig Grenzflächen im Au-Sn Legierungssystem

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Privatdozent Dr. Jürgen Brillo; Professorin Dr. Britta Nestler
• Fachliche Zuordnung: Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen ; Mechanische Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und ihre mikrostrukturellen Ursachen
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 229606216

Für zahlreiche technologisch bedeutende Prozesse wie z.B. Löten, Schweißen oder Sintern legt der Ablauf der Benetzungsvorgänge an fest-flüssig Grenzflächen metallischer Legierungen die mechanischen Eigenschaften der späteren Verbindung fest. Da es in technischen Anwendungen zur Vorhersage von Benetzungsvorgängen bislang kein zufriedenstellendes Simulationswerkzeug gibt, soll durch Modifikation der Phasenfeldmodellierung im Rahmen des Projekts ein Verständnis über die Mechanismen der Ausbildung von Grenzflächen gewonnen werden. Die vorgesehene Erweiterung der Phasenfeldmethode ermöglicht eine 3D Simulation der dynamischen Entwicklung der Kapillarkräfte, der Konvektions- und Diffusionsprozesse sowie der Grenzflächen auf der mesoskopischen Skala. Durch eine geeignete Formulierung temperatur- und konzentrationsabhängiger Materialgrößen soll am Beispiel der Lotlegierung Au-Sn die reaktive Benetzung analysiert werden. Die für die Simulationen benötigten thermophysikalischen Materialgrößen werden in begleitenden Experimenten bestimmt. Zusätzlich liefert der Vergleich der Kontaktwinkel, der Konzentrationsprofile und Tropfenformen mit Benetzungsexperimenten eine Referenz zur Validierung und Optimierung der Phasenfeldmethode.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen