DE102008050433A1

DE102008050433A1 - Halbzeug auf Aluminiumbasis und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102008050433A1
Application number: DE200810050433
Authority: DE
Inventors: Matthias Dr.-Ing. habil. Türpe; Peter Dipl.-Ing. Englert; Jolanta Dr.-Ing. habil. Janczak-Rusch; Vinzenz Bissig
Original assignee: EMPA; Behr GmbH and Co KG
Current assignee: EMPA; Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2008-10-08
Filing date: 2008-10-08
Publication date: 2010-04-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Halbzeug, bestehend aus einem Substrat (1) aus einer Aluminiumlegierung mit einer auf dem Substrat aufgebrachten Beschichtung (2, 3, 4), wobei ein Schmelzpunkt der Beschichtung (2, 3, 4) kleiner als ein Schmelzpunkt des Substrats (1) ist und wobei mittels zumindest teilweisem Schmelzen und nachfolgendem Erstarren der Beschichtung (2, 3, 4) eine stoffschlüssige Verbindung des Substrats mit einem Objekt erzeugbar ist, wobei die Beschichtung (2, 3, 4) eine Mehrzahl von Schichten einer ersten Art (2) und zumindest einer zweiten Art (3) aufweist, wobei Schichten der ersten Art (2) als Sperrschichten auf der Schichten der zweiten Art (3) angeordnet sind und zumindest einige der Schichten zweiter Art (3) eine nanoskalige Dicke aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Halbzeug auf Aluminiumbasis nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Es ist bekannt, Halbzeug aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit einer Beschichtung aus einem Lotmaterial zu plattieren. Gängiges Beschichtungsmaterial ist dabei eine AlSi-Legierung, deren Schmelzpunkt typisch in einem Bereich um 577°C und unterhalb des Substratschmelzpunkts liegt. Die Dicke der Beschichtung liegt dabei typisch Bereich von zehntel Millimetern, so dass die Beschichtung als Bulk-Material auf dem Substrat vorliegt. Ein derart beschichtetes Halbzeug wird dann einschließlich der Beschichtung umgeformt und gegebenenfalls mit anderen Bauteilen zu einem Produkt wie zum Beispiel einem Wärmetauscher vormontiert. Durch Einbringen in einen Lötofen wird dann die Beschichtung, deren Schmelzpunkt unterhalb der des Substrats liegt, aufgeschmolzen, um eine stoffschlüssige Verbindung der Bauteile zu erzielen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Halbzeug auf Aluminiumbasis und ein Herstellungsverfahren dafür anzugeben, bei dem die Schmelztemperatur einer Beschichtung zur stoffschlüssigen Verbindung verringert ist. Unter einem Halbzeug im Sinne der Erfindung sind dabei etwa Bleche, Blechrollen, Drähte oder auch geeignet vorgeformte Bauteile wie etwa Flachrohre, Rippen oder Stanzteile zu verstehen.
Diese Aufgabe wird für ein eingangs genanntes Halbzeug erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die nanoskalige Dicke der Schichten wird, unter anderem durch Einflüsse der Grenzflächenenergie, deren Schmelzpunkt verringert, so dass ein Aufschmelzen zum stoffschlüssigen Fügen bereits bei niedrigeren Temperaturen als im Fall eines entsprechenden Bulk-Materials bzw. bei dicken Schichten ermöglicht ist. Unter „nanoskalig” im Sinne der Erfindung sind dabei Schichtdicken von nicht mehr als 100 nm zu verstehen. Die Schichten zweiter Art bestehen dabei aus einem Lotmaterial oder einer Komponente eines Lotmaterials. Durch die Aufbringung von Sperrschichten auf die Schichten zweiter Art wird deren Verbindung, zum Beispiel durch Diffusion, verhindert, so dass intakte nanoskalige Schichten während des Aufheizens bis zum Erreichen der verringerten Schmelztemperatur vorliegen können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen zumindest einige der Schichten zweiter Art aus einer AlSi-Legierung. AlSi-Legierungen sind als Lotmaterial für Substrate auf Aluminiumbasis bekannt und gut geeignet. Insbesondere kann hierfür auf bekannte und gut funktionierende Flussmittelsysteme zurückgegriffen werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bestehen zumindest einige der Schichten zweiter Art aus Aluminium. Dabei kann je nach Anforderung das Aluminium selbst bereits als Material zum stoffschlüssigen Fügen dienen, zumal sein Schmelzpunkt durch die nanoskalige Schichtdicke im Vergleich zu Bulk-Aluminium verringert ist. Alternativ kann das Aluminium aber auch als Bestandteil zur Erzeugung einer Legierung mit dem Material anderer Schichten dienen.
Für die vorliegende Erfindung wird nicht im engeren Sinne zwischen den Begriffen Verlötung und Verschweißung zur stoffschlüssigen Fügung von zwei Bauteilen unterschieden. Insbesondere wird vorliegend auch eine autogene stoffschlüssige Verbindung von zum Beispiel Aluminium als Substrat durch in nanoskaligen Schichten vorgesehenes Aluminium mit verringertem Schmelzpunkt als Verlötung bezeichnet.
Bei einer weiteren, alternativen oder ergänzenden Ausführungsform bestehen zumindest einige der Schichten zweiter Art aus Silizium. Das nanoskalig vorliegende Silizium mit verringertem Schmelzpunkt kann sich dabei im Zuge des Aufschmelzens nach Art eines Reaktionslots mit dem Aluminium des Substrats oder auch Aluminium aus der Beschichtung verbinden, so dass das eigentliche Lotmaterial erst im Zuge des Aufschmelzens entsteht.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung sind neben den Schichten zweiter Art zudem Schichten zumindest einer dritten Art vorgesehen. In besonders bevorzugter Detailgestaltung bestehen dabei die Schichten zweiter Art aus einer AlSi-Legierung und die Schichten dritter Art aus Aluminium. Bei einem solchen System kann zum Beispiel der Siliziumanteil in den AlSi-Schichten deutlich höher sein als in den üblichen bekannten AlSi-Lotmaterialien, zum Beispiel deutlich oberhalb von 12 Gew.-%. Erst nach dem Legieren mit dem Aluminium bildet sich dann das resultierende Lotmaterial, das zum Beispiel eine herkömmliche Stöchiometrie der Legierung aufweisen kann. Ein solcher Aufbau der Beschichtung kann je nach Umständen eine Verbesserung der Fließeigenschaften und/oder der Wirkung von Flußmittel im Zuge des aufschmelzens aufweisen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen zumindest einige der Schichten erster Art aus einem Flussmittel, insbesondere auf Basis einer Kalium-Fluor-Verbindung. Auf diese Weise kann zugleich ein Flussmittel in das System eingebracht und die Trennung der das Lotmaterial bereitstellenden Schichten zweiter Art erreicht werden. Insbesondere sind Kalium-Fluor-Verbindungen mit einem weiteren Bestandteil, zum Beispiel K_xAl_yF_z, als Flussmittel geeignet. Ein solches Flussmittel kann insbesondere das bekannte Produkt Nocolok des Herstellers Solvay sein, das eine Mischung aus verschiedenen Kalium-Aluminium-Fluoriden enthält.
In bevorzugter Detailgestaltung handelt es sich allgemein um ein Flussmittel auf Basis eines Stoffes aus der Gruppe Kalium-Aluminium-Fluoride, Kalium-Silizium-Fluoride, Kalium-Zink-Fluoride oder Kalium-Cäsium-Fluoride. Alternativ oder ergänzend kann es sich auch um ein Gemisch dieser Flussmittel handeln, in besonders bevorzugter Detailgestaltung um ein Kalium-Aluminium-Fluorid-Flussmittel mit einem Anteil von Cäsiumfluorid zwischen etwa 1% und etwa 5%.
Alternativ oder ergänzend können zumindest einige der Schichten erster Art aus einem Material aus der Gruppe Nitrid-keramische Substanzen, oxidkeramische Substanzen, karbid-keramische Substanzen, oder hochschmelzende Metalle bestehen. Bevorzugte Beispiele für nitrid-keramische Substanzen sind etwa Si₃N₄, TiN, AlN oder BN. Beispiele für Oxid-keramische Substanzen sind etwa MgO oder Al₂O₃. Beispiele für karbid-keramische Substanzen sind etwa SiC oder B₄C oder TiC. Beispiele für hochschmelzende Metalle sind etwa Wolfram, Molybdän oder Niob.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Schichten erster Art zumindest eine erste Gruppe von Schichten erster Art und eine zweite Gruppe von Schichten erster Art umfassen, wobei sich die Gruppen von Schichten erster Art zumindest in ihrer stöchiometrischen Zusammensetzung voneinander unterscheiden. In bevorzugter Detailgestaltung kann dabei etwa die erste Gruppe von Schichten erster Art im Wesentlichen aus Kaliumfluorid bestehen und die zweite Gruppe von Schichten erster Art im Wesentlichen aus Aluminiumfluorid bestehen. Aber auch andere Kombinationen von Stöchiometrien der beiden Gruppen von Schichten sind möglich, wobei bevorzugt die verschiedenen Gruppen von Schichten erster Art in ihrer summarischen Stöchiometrie ein Flussmittel ergeben. Auf diese Weise kann ein in seiner Zusammensetzung optimiertes Flussmittel beim Aufschmelzen der Schichten erhalten werden, wobei zugleich die Aufbringung der Schichten jeweils besonders einfach und prozesssicher erfolgen kann. Zum Beispiel kann dies durch thermisches Verdampfen erfolgen, das auf einfache stöchiometrische Komponenten eines Flussmittels wie etwa Kaliumfluorid oder Aluminiumfluorid besonders prozesssicher anwendbar ist. Zudem kann sich je nach verwendetem Stoffsystem die Aufteilung von stöchiometrischen Komponenten auf unterschiedliche Gruppen von Schichten günstig darauf auswirken, dass die einzelnen Schichten bei geringer Dicke glatt und kompakt ausgebildet werden und besonders gute Eigenschaften als Diffusionssperre zwischen den benachbarten Schichten zweiter Art aufweisen.
Allgemein bevorzugt haben zumindest die Schichten zweiter Art eine Dicke von jeweils nicht mehr als etwa 100 nm, damit ein ausreichender Effekt der Temperaturverringerung eintritt. Zur weiteren Verringerung der Schmelztemperatur haben die Schichten bevorzugt eine Dicke von nicht mehr als 25 nm und besonders bevorzugt von nicht mehr als etwa 10 nm.
Um eine ausreichende Menge an Lotmaterial je Fläche auf dem Halbzeug zur Verfügung zu stellen, umfasst die Beschichtung in bevorzugter Ausführung insgesamt wenigstens 10, besonders bevorzugt wenigstens 20 und insbesondere bevorzugt wenigstens 50 nanoskalige Schichten zweiter Art. Bei entsprechender Optimierung der Fügetechnik ist es zum Beispiel möglich, mit einer summierten Dicke der Schichten zweiter Art von 250 nm stoffschlüssiges Fügen von Bauteilen in Serienfertigung vorzunehmen. Die Anzahl der benötigten Schichten steht allgemein im Zusammenhang mit der Dicke der einzelnen Schichten und somit mit der gewünschten Verringerung der Schmelztemperatur des Materials.
Zur ausreichenden Einsparung von Energie im Zuge des Fügevorgangs und zur größeren Freiheit bei der Auswahl von Substratmaterialien ist es vorgesehen, dass der Schmelzpunkt der Beschichtung um wenigstens 30°C, insbesondere um wenigstens 60°C unterhalb eines Bulk-Schmelzpunktes des Materials der Schichten zweiter Art liegt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Substrat aus einer Aluminium-Legierung der 6000er-Reihe nach EN AW (europäische Norm für Aluminium-Werkstoffe). Diese Werkstoffe haben günstige und für viele Anwendungen gewünschte Eigenschaften, konnten aber aufgrund ihres niedrigen Schmelzpunktes bisher nicht in Kombination mit gängigen Lotwerkstoffen wie etwa AlSi verwendet werden. Durch die erfindungsgemäße Herabsetzung des Schmelzpunktes etwa für AlSi oder auch für andere geeignete Lote können diese Werkstoffe nunmehr in Serienfertigung für viele neue Anwendung verwendet werden.
Die Erfindung betrifft gemäß Anspruch 16 zudem einen Wärmetauscher, zumindest teilweise gefertigt aus einem Halbzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Wärmetauscher sind meist in großen Serien hergestellte Bauteile, bei denen die stoffschlüssige Verbindung bzw. Verlötung von Bauteilen in umfassender Weise bei der Herstellung angewendet wird. Durch die Verwendung von erfindungsgemäßem Halbzeug kann bei der Fertigung Energie eingespart werden oder auch die Verwendung verbesserter Substratlegierungen im Serienbau von Wärmetauschern ermöglicht werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird zudem durch ein Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Die nanoskaligen Schichten werden dabei durch ein geeignetes Verfahren auf das Substrat auf Aluminiumbasis aufgebracht, um ein erfindungsgemäßes Halbzeug zu erhalten.
In bevorzugter Weiterbildung wird dabei die Beschichtung unter Verwendung eines Verfahrens aus der Gruppe PVD (Physical Vapor Deposition) oder CVD (Chemical Vapor Deposition) vorgenommen. Unter PVD sind unter anderem bekannte Verfahren wie Sputterdeposition (z. B. Kathoden-Zerstäuben), Aufdampfen (z. B. thermisches Verdampfen, Elektronenstrahl-Verdampfen, Lichtbogenverdampfen), Molekularstrahlepitaxie oder Ionenplattierung zu verstehen. In besonders bevorzugter Ausführungsform erfolgt das Aufbringen der Beschichtung dabei unter Verwendung von Sputtern.
Weiterhin bevorzugt, insbesondere für die Schichten erster Art, erfolgt die Aufbringung mittels thermischen Verdampfens. Dies gilt besonders dann, wenn die Schichten erster Art ein Flussmittel, zum Beispiel auf Basis von Kalium-Aluminium-Fluoriden oder ähnlicher Verbindungen, umfassen. Dabei kann eine einzelne Schicht erster Art auch jeweils aus einer stöchiometrischen Teilkomponente eines Flussmittels, zum Beispiel Kaliumfluorid oder Aluminiumfluorid als Teilkomponenten von Kalium-Alumiunium-Fluorid, bestehen.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen.
Nachfolgend werden mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
1 zeigt ein Diagramm des ermittelten Schmelzpunktes von nanoskaligen AlSi-Schichten in Abhängigkeit von der Schichtdicke.
2 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
3 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
4 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Das in 1 dargestellte Diagramm zeigt durch Versuche ermittelte Messwerte zur Erniedrigung des Schmelzpunktes von AlSi in Abhängigkeit von der Dicke einer Schicht. In der Horizontalen ist dabei der Kehrwert der Schichtdicke aufgetragen. Die durchgezogene Linie ist eine Ausgleichsgerade durch die einzelnen Messpunkte. Die gestrichelten Geraden geben in etwa die Messunsicherheit wieder.
Die Legierung AlSi (Eutektikum) hat als Bulk-Material einen Schmelzpunkt von 577°C. Wird diese Legierung als dünne Schicht, zum Beispiel zwischen zwei benachbarten Diffusions-Sperrschichten, ausgebildet, so verringert sich die Schmelztemperatur. Signifikant wird dieser Effekt etwa für Schichtdicken unterhalb 100 nm. Besonders deutliche Absenkungen des Schmelzpunktes von 30°C und mehr ergeben sich etwa ab einer Schichtdicke von 20 nm. Bei Schichtdicken von etwa 10 nm beträgt die Schmelzpunktverringerung etwa 50°C und bei Schichtdicken von 5 nm etwa 100°C.
2 zeigt schematisch ein Halbzeug in Form eines Blechs, das überwiegend aus einer Aluminiumlegierung (6000er-Reihhe nach EN AW) als Substrat 1 besteht. Eine solche Legierung hat typisch einen Schmelzpunkt um 550°C und ist daher nicht geeignet, mit dem höherschmelzenden AlSi als Lot plattiert zu werden.
Vorliegend wurde eine Anzahl von Schichten erster Art 2 im Wechsel mit Schichten zweiter Art 3 auf das Substrat aufgebracht. Dabei bestehen die Schichten erster Art aus einem Kalium-Aluminium-Fluorid, z. B. Nocolok der Firma Solvay, als Flussmitel und die Schichten zweiter Art 3 aus AlSi.
Die Schichten erster Art wurden durch Bedampfung (thermisches Verdampfen) aufgebracht und -jeweils im Wechsel- die Schichten zweiter Art durch Magnetron-Sputtering von zwei Targets aus Aluminium und Silizium. Im vorliegenden Fall wurden somit die beiden Schichtarten durch unterschiedliche PVD-Verfahren aufgebracht.
Die AlSi-Schichten 3 haben eine Dicke von jeweils 5 nm. Die Flussmittel-Schichten 2 sind jeweils dünner (1–3 nm) und so ausgelegt, das einerseits eine ausreichende Flussmittelmenge zur Vermeidung und Beseitigung von Oxiden im Zuge des aufschmelzens bereitsteht und andererseits eine gute Diffusionssperre zwischen benachbarten AlSi-Schichten zur Sicherstellung der Schmelzpunkterniedrigung gegeben ist. Es hat sich gezeigt, dass sowohl AlSi als auch Nocolok in homogenen, glatten Schichten mit minimaler Oberflächenrauhigkeit im Bereich einer bis weniger Atomlagen aufbringbar sind.
Insgesamt liegen 50 Schichtpaare vor, so dass die summierte Dicke der AlSi-Schichten 250 nm beträgt. Bei ausreichend präziser Fügung der zu verbindenden Bauteile, insbesondere unter Berücksichtigung der Vermeidung von Lötspalten, stellt dies eine noch ausreichende Lotmenge dar.
Durch die Schichtdicke von jeweils 5 nm liegt der Schmelzpunkt des AlSi bei etwa 480°C und somit um 70°C unterhalb des Substratschmelzpunktes. Hierdurch ist ein für die Serienfertigung mehr als ausreichender Abstand der Schmelzpunkte gegeben.
Das so hergestellte Blech stellt ein Halbzeug im Sinne der Erfindung dar und kann nachfolgend umgeformt werden, zum Beispiel zu Flachrohren, Rippenblechen oder Sammlerkästen von Wärmetauschern.
Solche geformte Bauteile zum Beispiel eines Wärmetauschers stellen ebenfalls ein Halbzeug im Sinne der Erfindung dar. Diese Bauteile werden dann zu einem Produkt, zum Beispiel einem Wärmetauscher, mechanisch zusammengefügt und in einen Lötofen verbracht. Durch Aufheizen auf eine geringfügig über dem erniedrigten Schmelzpunkt des AlSI liegende Temperatur werden die Bauteile dann stoffschlüssig miteinander verbunden bzw. verlötet.
Bei dem in 3 schematisch dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel liegen abwechselnd mit Schichten zweiter Art 3 aus AlSi zusätzlich Schichten dritter Art 4 aus Aluminium vor. Zwischen sämtlichen der Schichten sind jeweils Sperrschichten erster Art 2 aus Nocolok vorgesehen.
Auch die Schichten dritter Art 4 haben eine nanoskalige Dicke, die je nach gewünschtem Schmelzverhalten auch von der Dicke der Schichten zweiter Art abweichen kann.
Im vorliegenden Beispiel haben die AlSi-Schichten einen erhöhten Siliziumanteil, z. B. von mehr als 20%. Zusammen mit dem Aluminium der dritten Schichten 4 ist summarisch eine übliche Stöchiometrie des AlSi, z. B. mit Silizium zwischen 7% und 12%, gegeben.
Hierdurch hat das im Endergebnis vorliegende Lot nach dem Lötvorgang die gleichen Eigenschaften wie im ersten Ausführungsbeispiel, wobei zugleich veränderte Eigenschaften des Schmelzvorgangs erzielt werden. Insbesondere kann auf diese Weise ein Schmelzbereich erhalten werden und die Fließeigenschaften des Lotes können beeinflusst werden.
Bei dem in 4 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel die Schichten erster Art 2 nicht sämtlich gleich, sondern umfassen eine erste Gruppe von Schichten 2a und eine zweite Gruppe von Schichten 2b. Dabei ist in Stapelrichtung jeweils eine Schicht aus der ersten Gruppe 2a im Wechsel mit einer Schicht aus der zweiten Gruppe 2b vorgesehen.
Die Schichten der ersten Gruppe 2a bestehen im vorliegenden Beispiel im Wesentlichen aus Kaliumfluorid und die Schichten der zweiten Gruppe 2b bestehen im Wesentlichen aus Aluminiumfluorid. Dabei können die Schichten der beiden Gruppen je nach Anforderungen zudem unterschiedliche Dicken oder Dichten aufweisen, wobei sie jedoch jeweils ihre Grundfunktion als Diffusionssperrschichten erfüllen.
In einer stöchiometrischen Summe ergibt dies ein übliches Flussmittel, zum Beispiel Nocolok^®. Dieses Flussmittel bildet sich im Zuge des Aufschmelzens der Schichten im Rahmen des Lötprozesses.
Es versteht sich, dass die einzelnen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele je nach Anforderungen miteinander kombiniert werden können. Insbesondere können zum Beispiel je nach Anforderungen sowohl mehrere verschiedene Schichten erster Art (siehe etwa drittes Ausführungsbeispiel) als auch mehrere verschiedene Schichten zweiter Art (siehe etwa zweites Ausführungsbeispiel) vorgesehen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- EN AW (europäische Norm für Aluminium-Werkstoffe) [0017]
- EN AW [0030]

Claims

Halbzeug, bestehend aus einem Substrat (1) aus einer Aluminiumlegierung mit einer auf dem Substrat aufgebrachten Beschichtung (2, 3, 4), wobei ein Schmelzpunkt der Beschichtung (2, 3, 4) kleiner als ein Schmelzpunkt des Substrats (1) ist, und wobei mittels zumindest teilweisem Schmelzen und nachfolgendem Erstarren der Beschichtung (2, 3, 4) eine stoffschlüssige Verbindung des Substrats mit einem Objekt erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (2, 3, 4) eine Mehrzahl von Schichten einer ersten Art (2) und zumindest einer zweiten Art (3) aufweist, wobei Schichten der ersten (2) Art als Sperrschichten auf Schichten der zweiten Art (3) angeordnet sind und zumindest einige der Schichten zweiter Art (3) eine nanoskalige Dicke aufweisen.
Halbzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Schichten zweiter Art (3) aus einer AlSi-Legierung bestehen.
Halbzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Schichten zweiter Art (3) aus Aluminium bestehen.
Halbzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Schichten zweiter Art (3) aus Silizium bestehen.
Halbzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben den Schichten zweiter Art (3) zudem Schichten zumindest einer dritten Art (4) vorgesehen sind.
Halbzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten zweiter Art (3) aus einer AlSi-Legierung und die Schichten dritter Art (4) aus Aluminium bestehen.
Halbzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Schichten erster Art (2) aus einem Flussmittel bestehen, insbesondere auf Basis einer Kalium-Fluor-Verbindung, insbesondere einem Flussmittel auf Basis Kalium-Aluminium-Fluoride, Kalium-Silizium-Fluoride, Kalium-Zink-Fluoride oder Kalium-Cäsium-Fluoride oder einem Gemisch dieser Flussmittel, insbesondere Kalium-Aluminium-Fluorid-Flussmittel mit einem Anteil von Cäsiumfluorid zwischen etwa 1% und etwa 5%.
Halbzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Schichten erster Art aus einem Material aus der Gruppe Nitrid-keramische Substanzen, insbesondere Si₃N₄ oder TiN oder AlN oder BN, Oxid-keramische Substanzen, insbesondere MgO oder Al₂O₃, karbid-keramische Substanzen, insbesondere SiC oder B₄C oder TiC, oder hochschmelzende Metalle wie W oder Mo oder Nb bestehen.
Halbzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten erster Art zumindest eine erste Gruppe (2a) von Schichten erster Art (2) und eine zweite Gruppe (2b) von Schichten erster Art (2) umfassen, wobei sich die Gruppen von Schichten erster Art (2a, 2b) zumindest in ihrer stöchiometrischen Zusammensetzung voneinander unterscheiden.
Halbzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gruppe von Schichten erster Art im Wesentlichen aus Kaliumfluorid besteht und die zweite Gruppe von Schichten erster Art (2b) im Wesentlichen aus Aluminiumfluorid besteht.
Halbzeug nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Gruppen von Schichten erster Art (2a, 2b) in ihrer summarischen Stöchiometrie ein Flussmittel ergeben.
Halbzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Schichten zweiter Art (3) eine Dicke von jeweils nicht mehr als etwa 100 nm, insbesondere nicht mehr als etwa 25 nm, insbesondere nicht mehr als etwa 10 nm aufweisen.
Halbzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt wenigstens 10, insbesondere wenigstens 20, insbesondere wenigstens 50 nanoskalige Schichten zweiter Art (3) in der Beschichtung vorgesehen sind.
Halbzeug nach einem der vorhergehenden Ansaprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzpunkt der Beschichtung (2, 3, 4) um wenigstens 30°C, insbesondere um wenigstens 60°C unterhalb eines Bulk-Schmelzpunktes des Materials der Schichten zweiter Art (3) liegt.
Halbzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus einer Aluminium-Legierung der 6000er-Reihe nach EN AW (europäische Norm für Aluminium-Werkstoffe) besteht.
Wärmetauscher, zumindest teilweise gefertigt aus einem Halbzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 15, umfassend die Schritte: A. Bereitstellen des Substrats als Halbzeug, B. Verbringen des Substrats in eine Beschichtungsvorrichtung, C. Aufbringen der Beschichtung auf das Substrat.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Beschichtung unter Verwendung eines Verfahrens aus der Gruppe PVD (Physical Vapor Deposition) oder CVD (Chemical Vapor Deposition) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Beschichtung unter Verwendung von Sputtern erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Beschichtung, insbesondere von Schichten erster Art, durch thermisches Verdampfen erfolgt.