444 Prakt. Met. Sonderband 30 (1999) 
keine Fließwege durchlaufen können, ohne ihre Zusammensetzung zu verändern, weil sie stark mit 
den Verbindungspartnern reagieren, wodurch die Lotschmelze schnell an Aktivkomponente (z.B. 
Titan) verarmt. Verbunden damit ist der Verlust der Benetzungsfähigkeit dieses Lotes auf der 
Keramik. Sie sind somit für Kapillarlötungen kaum einsetzbar und müssen mit wenigen Ausnahmen 
als Folie in die Bindeebene eingelegt werden. Dies engt die Auswahl von Verbindungsgeometrien für 
den Einsatz solcher Lote stark ein. 
Ein weit verbreiteter Prozeß zur Herstellung von Lötverbindungen zwischen einer Oxidkeramik und 
einem metallischen Werkstoff ist die Vormetallisierung der Keramik. Dies geschieht in aller Regel 
durch Aufbringen einer Molybdän-Mangan-Paste als dünne Schicht auf die Oxidkeramik. Danach 
werden die Keramikteile in einer feuchten Stickstoff-Wasserstoff-Atmosphäre (3:1) in einen 
Temperaturbereich von 1300 bis 1600 °C hochgeheitzt. Dabei bildet sich ein Mangan-Spinell, der 
sich mit der Keramik und den gesinterten Molybdänteilchen verbindet. Nach diesem Prozeß steht für 
die spätere Lötung eine mit Molybdän beschichtete Bindefläche zur Verfügung, die von 
handelsüblichen Edelmetalloten (Cu-Ag-Au-Leg.) in einem Ofen mit definierter Atmosphäre benetzt 
werden kann. Der Nachteil dieser Mo-Mn-Metallisierung liegt im zusätzlichen Aufwand 
(Pastenauftragung und Ofenprozeß) und den damit verbundenen Kosten, die bei etwa 30% der 
Keramikkosten liegen. 
Das neue Verfahren für die Herstellung von Oxidkeramik-Lötverbindungen weist von seiner Art her 
Gemeinsamkeiten mit dem Aktivlöten auf. Hierbei wird das reaktive Metall (z.B. Titan oder 
Zirkonium) direkt als dünne Schicht auf die zu benetzende Fläche der Keramik mechanisch 
aufgetragen (Bild 2). Eine Reibbewegung zwischen diesen zwei Werkstoffen (Metall-Keramik) unter 
Druck macht dies möglich (1) ( 2). Für die Benetzung der so vorbereiteten Keramikoberfläche ist 
nun kein Aktivlot mehr erforderlich. Verwendet werden können jetzt handelsübliche Lot für Metalle. 
Schmilzt ein solches Lot auf der beschichteten Keramikoberfläche auf, wird das beschichtete 
Aktivmetall im Lot gelöst. An der Grenzfläche Lot+Beschichtung - Keramik ist das Lot mit einem 
sehr hohen Anteil des Reaktivmetalls angereichert und verhält sich dadurch wie ein Aktivlot. Dies 
zeigt deutlich der Vergleich des Benetzungsverhaltens der Aktivlote CB1 (Ag 19,5Cu 3Ti) und CB4 
(Ag 26,5Cu 3Ti) auf einer Zirkonoxidkeramik mit den beiden handelsüblichen Hochtemperaturloten 
VH 780 (Ag 28Cu) und SCP 2 (Ag 31,5Cu 10Pd) auf einer zuvor mit Titan mechanisch 
beschichteten Zirkonoxidkeramik (Bild1). 
Bild 1: Benetzungsversuche mit zwei Aktivloten (CB 1 und CB 4) auf ZrO, - Keramik und zwei 
Hochtemperaturloten (VH 780 und SCP 2) auf mit Titan mechanisch beschichteter ZrO, - Keramik 
Um reproduzierbare Versuche mit diesem Beschichtungsverfahren durchführen zu können, fand ein 
Planschleifen der Keramik auf einer 30 pm Diamantscheibe statt. Zur Feststellung des 
Zusammenhangs zwischen der aufgebrachten Titan-Schichtdicke und der Reibzeit wurden die 
Keramikproben vor und nach der Beschichtung auf einer Analysenwaage gewogen.