Thermodynamische Berechnungsmethoden zur Beurteilung der Phasenausbildung in Hochtemperaturlötverbindungen

Heute industriell eingesetzte Lote sowie die angewandten Temperatur-Zeit-Zyklen wurden mit hohem Aufwand experimentell entwickelt. Die Abschätzung der sich in Multikomponentensystemen ausbildenden Phasen sowie die Vorhersagen des Schmelzbereiches bzw. möglicher Arbeitstemperaturen ist, insbesondere wenn auch die Diffusion zwischen schmelzflüssigem Lot und den zu fügenden Werkstoffen Berücksichtigung finden soll, schwierig. Moderne thermophysikalische Berechnungsmethoden bieten diesbezüglich heute weitgehend ungenutzte Möglichkeiten. Ausgehend von den thermodynamischen Grundlagen werden exemplarisch Berechnungen zur Phasenausbildung und dem Schmelzverhalten von Nickelbasisloten vorgestellt. Im Rahmen einer Toleranzanalyse wird der Einfluss der in den Normen vorgegebenen zulässigen Toleranzen der Legierungsgehalte ermittelt und diskutiert. In einem zweiten Schritt wird die Diffusion zwischen Lot und Grundwerkstoff untersucht und deren Einfluss auf die Phasenausbildung dargestellt. Die berechneten Ergebnisse werden abschließend mit den in der Literatur verfügbaren Werten verglichen.

---

Stosowane dzisiaj luty w przemyśle dla określonych cykli temperatura – czas są dzisiaj rozwijane dużym nakładem środków. Oszacowanie tworzących się faz w układach wieloskładnikowych jest trudne podobnie jak określenie zakresu temperatury topnienia lub temperatury lutowania zwłaszcza przy uwzględnieniu dyfuzji zachodzącej między ciekłym lutem a łączonymi materiałami. Nowoczesne termofizyczne metody obliczeniowe oferują dzisiaj daleko idące niewykorzystane możliwości. Wychodząc z podstaw termodynamicznych przedstawiono obliczenia tworzących się faz i zachowanie lutów na osnowie niklu podczas ich topienia. W ramach analizy określono i przedyskutowano wpływ podanych w normach dopuszczalnych tolerancji zawartości składników stopowych lutu. Następnie badano oddziaływanie dyfuzji między ciekłym lutem a materiałem łączonym i przedstawiono jej wpływ na tworzące się fazy. Obliczone wartości porównano z dostępnymi danymi z literatury.