Nowoczesne materiały lutownicze o obniżonych temperaturach topnienia

• Autorzy: Wilden J. , Jahn S. , Fischer G.

Warianty tytułu

EN

New joining technology based on melting temperature reduction

• Konferencja: 3. Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna Postęp w Technologiach Lutowania, Wrocław, 20-22 września 2010
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nanotechnologia uznawana jest za kluczową technologię XXI wieku. W ostatnich latach uzyskano znaczny wzrost tempa rozwoju w dziedzinie technologii materiałów inżynierskich, czego zwieńczeniem były materiały nanostrukturalne. Bazując na efekcie struktur nanomateriałów, tzw. efekcie skali, można uzyskać obniżenie temperatury topnienia cząstek o średnicach poniżej 50 nm. Wykorzystanie tego zjawiska w technikach łączenia umożliwia spajanie materiałów szczególnie wrażliwych na podwyższone temperatury, jak np. wybranych gatunków stali lub delikatnych części elektronicznych, w temperaturach niższych od 250°C. Połączenia takie wykazują stabilność przy wysokich temperaturach, ponieważ efekt skali znika wraz ze stopieniem nanocząstek. Mimo obiecujących prognoz tematyka zastosowania nanocząstek nadal jest stosunkowo trudna, więc konieczne są dalsze prace nad jej udoskonalaniem. W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania efektów skali w zastosowaniach technik spajania. Nanocząstki oparte na srebrze pokryte zostały organicznym lepiszczem, dzięki czemu nie występuje aglomeracja i łatwiejsze jest dozowanie lutu. Wykorzystanie określonego cyklu nagrzewania umożliwia odparowanie organicznego lepiszcza i pozostanie w strefie łączenia jedynie czystych nanocząstek, które zostają roztopione podczas dalszego ogrzewania, tak aby możliwe było uzyskanie połączenia metalurgicznego.

EN

Nanotechnology has become a key technology for the 21st century. In recent years substantial improvements in material science right up to the development of new nanostructured materials had been achieved. Based on the structural effects of nanostructured materials, so called scale effects lead to a melt temperature reduction of particles with diameters in a range below 50 nm. Using this effect for joining applications, temperature sensitive materials such as high strengthened steels or electronic parts can be joined in a temperature range of less than 250°C. Moreover, the bonding shows high temperature stability, as the scale effects disappear after the first melting of the nano particles. However, up to now the handling of the nano particles is difficult, so further improvements are necessary. Within the investigations a possibility to use these scale effects for joining applications is presented. Nano particles based on silver are covered by an organic binder, no agglomeration occurs and the handling can be facilitated. The use of a defined heating cycle enables the organic binder to vaporize, only the pure nano particles remain in the joining zone which is molten by further heating, so that a metallurgical bonding can be achieved.

Słowa kluczowe

PL

materiał lutowniczy; temperatura topnienia obniżona; nanocząsteczka

EN

brazing comsumable; melting temperature reduction; nano particle

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Przegląd Spawalnictwa
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 82, nr 10
• Strony: 33--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., il.

Twórcy

autor

Wilden J.

autor

Jahn S.

autor

Fischer G.

• Institute of Technology, Joining and Coating Technology, Berlin, Niemcy

Bibliografia

• [1] Frenkel J.I.: Kinetische Theorie der Flüssigkeiten (Kinetic Theory of Liquids), VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1957.
• [2] Gladkirch N.T., Niedermayer R., Spiegel K.: Phys. Stat. Sol. 15, 181, 1966.
• [3] Takagi M.: J. of Phys., Soc. Jap., 9, 8/1954.
• [4] Couchman P.R. , Jesser W.A.: Nature 269, 481, 1977.
• [5] Hayashi K., Hiroyuki E.: Trans Mat.., JIM, 30, No.11, 925, 1989.
• [6] Smith T. R.: Vecchio K.S.: Nanostructured Materials 5(1), 11, 1995.
• [7] Ide E., Angata S., Hirose A., Kobayashi K. F.: International Conference on Joining of Advanced and Specialty Materials, 7, Materials Solutions Conference, 2004.
• [8] Ide E., Angata S., Hirose A., Kobayashi, K.F.: Metal-metal bonding process using Ag metallo-organic nanoparticles; Acta Mat. 53, 2005.