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5.1 Mikrostruktur und Eigenschaften von kaltgasgespritzten Kupferschichten

Die Größenverteilungen der drei verwendeten Pulver entsprachen den angegebenen Spezifikationen. Die Partikel haben eine gleichmäßige sphärische Morphologie. Die Härte liegt zwischen 50 und 60 HV0,01. Der Sauerstoffgehalt der Pulver ist sehr gering und liegt zwischen 0,015 und 0,025 %.

Bild 7 zeigt die geätzten Mikrostrukturen (Querschliffe) von kaltgasgespritzten Kupferschichten, die mit drei verschieden Parametersätzen hergestellt wurden (Standard, optimiert, maximal). Alle abgebildeten Schichten sind dicht und frei von Poren. Visuell unterscheiden sich die drei identisch geätzten Mikrostrukturen nur darin, dass die Partikelgrenzen der unter Standardbedingungen gespritzten Schicht (Bild 7a) deutlich besser zu erkennen sind als die Partikelgrenzen der unter optimierten Bedingungen (Bild 7b) oder der unter Maximalbedingungen (Bild 7c) gespritzten Schichten.

Kaltgas-7aBild vergrößert anzeigen... Link wird in einem neuen Fenster geöffnet Kaltgas-7bBild vergrößert anzeigen... Link wird in einem neuen Fenster geöffnet Kaltgas-7cBild vergrößert anzeigen... Link wird in einem neuen Fenster geöffnet

Bild7: Mikrostrukturen von kaltgasgespritzten Kupferschichten (Geätzte Querschliffe) und Schichtfestigkeiten (Einfügungen) für drei verschiedenartige Spritzparameter. (a) Standard Parametersatz, (b) optimierter Parametersatz und (c) maximaler Parametersatz.

In den beiden zuletzt genannten Mikrostrukturen zeigen die Partikelgrenzen einen ähnlichen Kontrast wie die Korngrenzen in den Partikeln selbst, was auf eine ähnliche chemische Stabilität schließen läßt. Trotz der deutlich höheren Prozessgastemperaturen bleibt der Sauerstoffgehalt der Schichten mit 0,025 bis 0,040 % sehr niedrig. Die elektrische Leitfähigkeit der Schichten konnte von 50 % für Standardbedingungen auf fast 80 % für optimierte Bedingungen gesteigert werden, wobei weichgeglühtes technisch reines Kupfer als Referenz diente (100 %) [10]. Die unter Standardbedingungen gespritzte Kupferschicht besitzt eine Härte von 155 HV0,3, während die unter optimierten Bedingungen gespritzte Schicht nur eine Härte von 130 HV0,3 und die unter maximalen Bedingungen gespritzte Schicht nur eine Härte von 120 HV0,3 besitzt. Dieser Härteunterschied kann dadurch erklärt werden, dass die höheren Partikelaufpralltemperaturen und der heiße Gasstrahl eine in situ Wärmebehandlung der Schicht bewirken.

Stand dieser Seite: 29.10.2007 - 07:41:25 (Thomas Breckwoldt) | Datenschutzerklärung | Druckdatum: 21.10.2014 - 17:05:54

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