Prakt. Met. Sonderband 30 (1999) 443 
Begleitende Untersuchungen bei der Entwicklung eines neuen Verfahrens für die Herstellung 
von Lötverbindungen Oxidkeramik-Oxidkeramik und Oxidkeramik-Metall 
Ralf Claßen, Gemeinschaftslabor für Elektronenmikroskopie, RWTH - Aachen 
Klaus Watermeyer, Zentralabteilung Technologie, Forschungszentrum Jülich 
Neue technische Entwicklungen sind eng mit der Verfügbarkeit von Werkstoffen für die anfallenden 
Belastungen verbunden. Gestiegene Anforderungen an einzusetzende Werkstoffe machen auch die 
Nutzung der besonderen Eigenschaften keramischer Werkstoffe erforderlich, unter denen die 
Oxidkeramiken eine besondere Rolle spielen. Zu deren Eigenschaften zählen die 
Hochtemperaturbeständigkeit, die Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, hohe Härte und ein 
niedriges spezifisches Gewicht, die sie von den metallischen Werkstoffen unterscheiden. Nicht 
überall in einem konstruktiven Aufbau sind gleiche Beanspruchungen vorhanden. Um für jeden 
Beanspruchungsfall den am besten geeigneten Werkstoff einsetzen zu können, müssen die 
verschiedenen Werkstoffe miteinander gefügt werden können. Für die Herstellung von Verbindungen 
zwischen metallischen und keramischen Werkstoffen sind Lötverfahren besonders geeignet. Das 
Löten zählt zu den stoffschlüssigen Fügeverfahren und unterscheidet sich nach DIN 8505 vom 
Schweißen im wesentlichen durch zwei Eigenschaften: Durch die Verwendung eines niedriger 
schmelzenden Zusatzmetalles (des Lotes) und den Verzicht auf das Aufschmelzen des 
Grundwerkstoffes. 
Merkmale |Liquidustemp sratur FluBmittel ProzefRatmosphire 
Verfahren . °c erforderlich 
Weichlöten <459 ja nein 
Hartlöten 450-1100 ja (mit wenigen nein (mit wenigen 
Ausnahmen) Ausnahmen) 
HT-Löten 7 7 nein Ja 
Tabelle 1: Einteilung der Lötverfahren 
Man unterscheidet heute die in Tabelle 1 aufgeführten Prozesse Weichlöten, Hartlöten und 
Hochtemperaturlöten. Sie unterscheiden sich nicht nur in der Prozeßtemperatur, die dem 
eingesetzten Lot entsprechen muß, sondern auch in der Art der Schaffung von Voraussetzungen für 
die Auslösung atomarer Bindekräfte zwischen Lot und dem oder den zu verbindenden Werkstoffen. 
Grundsätzlich ist sicherzustellen, daß eine saubere, metallische Oberfläche vorhanden ist und die 
Bildung neuer Metalloxide bei der Löttemperatur wirksam unterdrückt wird. Während die Prozesse 
Weich- und Hartlöten für die Schaffung eines direkten Kontaktes zwischen Lot und Grundwerkstoff 
mit wenigen Ausnahmen Flußmittel benötigen, stellt das Hochtemperaturlöten eine abweichende 
Variante dar. Das Hochtemperaturlöten ist ein flußmittelfreies Löten mit Loten, deren 
Liquidustemperatur über 900 °C liegt und bei dem die Prozeßatmosphäre die für die atomaren 
Bindungen erforderlichen Voraussetzungen (Benetzung) gewährleistet. 
Der starke polare Aufbau der Atombindung der Keramik behindert die Benetzung der Keramik beim 
Einsatz von konventionellen Hart- und Hochtemperaturloten. Eine direkte Lötung und somit auch 
eine Benetzung der Oxidkeramik erreicht man durch den Einsatz eines Aktivlotes, das vorwiegend 
aus einer Silber-Kupfer-Titan-Legierung besteht. Der Nachteil dieser Aktivlote liegt darin, daß sie 
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