150 Prakt. Met. Sonderband 30 (1999)
Grundkörperwerkstoff ersetzen, da der MMC bezüglich der thermischen Ausdehnung besser an das
keramische Isolationssubstrat angepasst ist als das Metall. [2; 3]
Sowohl für die Anwendung in der Elektronik als auch beim Einsatz von MMC’s in. anderen
Bereichen ist es notwendig, diese mit anderen Materialien stoffschlüssig zu verbinden. Dazu bietet
sich das Verfahren des Lötens an. MMC’s mit einer Aluminiummatrix können mit Hilfe des
flussmittelfreien Lötens in Vakuumatmosphäre mit Metallen verbunden werden. Die dafür
notwendigen Lote bestehen zum Beispiel aus einer Aluminium-Silizium-Legierung. [4]
Im vorliegenden Beitrag wird die Herstellung eines solchen Werkstoffverbundes mittels Löten
beschrieben und die erzeugten Verbindungen charakterisiert.
2. Werkstoffe und Verfahren
2.1. Ausgangsmaterialien
Aluminium/Siliziumcarbid- Verbundwerkstoff:
Es handelt sich bei den verwendeten Materialien um mit SiC-Partikeln verstärkte Metallmatrix-
Verbundwerkstoffe, wobei die Matrix aus einer Al-10Si-1Mg-Legierung besteht. Die Herstellung
dieser Komposite kann durch Giessen bzw. einen drucklosen Metallinfiltrationsprozess erfolgen.
Für den Giessprozess wird zuerst ein Keramikpartikelbett durch eine Metallschmelze drucklos
infiltriert. Dies geschieht spontan, wenn optimale Bedingungen für eine Benetzung der Partikel
durch das Metall eingestellt sind. Durch mechanisches Mischen werden die Verstärkungspartikel in
der Schmelze homogen verteilt. Daran schliesst sich der eigentliche Formgebungprozess über
Sandguss, Präzisionsguss oder Druckguss an. Mit dieser Methode können Gehalte von bis zu etwa
40 vol-% Keramikpartikel in der Metallmatrix erreicht werden, die Nutzung konventioneller
Giessmethoden ist möglich. [5]
In Bild 1 ist das Gefüge des für die Lötversuche verwendeten Al/SiC-MMC’s dargestellt, der durch
Giessen hergestellt wurde. Der Volumenanteil an SiC in diesem MMC beträgt 45 %, die SiC-
Partikel sind relativ gleichmässig geformt und verteilt. Die Teilchendurchmesser liegen im Bereich
von ca. 6 bis 20 um. Porosität konnte nicht festgestellt werden.
Bild 1: Gefüge eines Al/SiC-MMC’s (M 500: 1)
