DE2448738B2 - Metallischer duennschicht-verbundwerkstoff - Google Patents

Metallischer duennschicht-verbundwerkstoff

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DE2448738B2 DE19742448738 DE2448738A DE2448738B2 DE 2448738 B2 DE2448738 B2 DE 2448738B2 DE 19742448738 DE19742448738 DE 19742448738 DE 2448738 A DE2448738 A DE 2448738A DE 2448738 B2 DE2448738 B2 DE 2448738B2
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    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/17—Metallic particles coated with metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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Description

4r)
Die Erfindung betrifft einen metallischen Dünnschicht-Verbundwerkstoff mit hoher Feinkörnigkeit und Verformbarkeit.
Aus der US-PS 35 98 761 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes zu entnehmen, w bei dem Metallteilchen mit anderen Metallen überzogen sind und dann mit einem Bindemittel auf einem Träger aufgebracht und gesintert werden. Diese Patentschrift beschreibt auf Keramikträger aufgebrannte Leiter in einer gläsernen Matrix, hergestellt in den bekannten η Verfahren der Dickschichttechnik. Der Glasanteil ist mit mindestens 12 Volumen-% angegeben. Solche Leiter sind daher nicht verformbar und unterliegen bereits bei geringen mechanischen Beanspruchungen einer großen Bruchgefahr. hn
Die DT-OS 21 43 834 betrifft gemäß Anspruch 1 ein Verfahren zur Herstellung von Zweischicht-Kontaktstücken, bei denen zur Bildung der Trägerschicht eine Pulverschicht aus einem niedrigschmelzenden Metall und dann auf diese zweite Pulverschicht aus einem b5 hochschmelzenden Metall in eine Matrix eingefüllt und zwischen zwei Stempeln in an sich bekannter Weise verdichtet werden, wobei die Poren der Kontaktschicht getränkt werden.
Aus Anspruch 1 der DT-OS 22 23 834 ist ein Verfahren zum Verfestigen eines Reibmaterials auf Kupferbasis an einer Metallplatte bekannt, hei tlem auf das Kupferpulver ein weiteres Pulver aus einer Kupferlegierung gelegt und zusammengedrückt wird.
Das Zusammenpressen von zwei Pulvern und anschließendes Erhitzen (hier auf Temperaturen bis etwa 9000C) führt in jedem Falle gegenüber der Korngröße der Ausgangspulver zu Vergröberungen.
Aus der DT-AS 11 49 962 ist es bekannt, Metallüberzüge auf Metallpulvern stromlos abzuscheiden. Die überzogenen Pulver können wärmebehandelt oder gepreßt und dann gesintert werden.
Bei der Verwendung verschiedener Metallpulver zur Herstellung von Verbundwerkstoffen lediglich durch Mischen, Pressen und Sintern ist nicht auszuschließen, daß Metallteilchen aus dem gleichen Metall miteinander in Berührung kommen und zusammensintern. Dadurch entsteht beim Sinterprozeß ein gröberes Korn, als es die Ausgangspulver besaßen. Ein grobkörniges Gefüge eines metallischen Dünnschicht-Verbundwerkstoffes ist jedoch für die meisten Anwendungsfälle unerwünscht.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen metallischen Verbundwerkstoff zu schaffen, der aus dünnen Schichten mit einer Schichtdicke im Mikrometerbereich besteht, die eine hohe Feinkörnigkeit und Verformbarkeit aufweisen.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Dünnschicht-Verbundwerkstoff erfindungsgemäß dadurch, daß die Pulverteilchen aus Molybdän, Tantal, Chrom, Nickel, Wolfram, Eisen, Titan, Platin, Ruthenium, Rhenium oder Rhodium bzw. aus einer Legierung auf der Basis eines dieser Metalle und der Überzug aus Silber, Gold, Palladium, Kupfer, Platin, Nickel, Kadmium, Zinn, Blei oder Zink bzw. aus einer Legierung auf der Basis eines dieser Metalle bestehen und die auf den Träger aufgebrachte Dünnschicht in einer Dicke von 0,1 bis 100 μίτι als Kontaktschicht oder Schutzschicht dient.
Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 ein einzelnes Korn,
F i g. 2 den beschichteten Träger.
Das Überziehen des Metallpulvers kann beispielsweise durch galvanische Abscheidung erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, einen metallischen Überzug durch Dampfabscheidung, z. B. nach der chemischen Dampfabscheidung (CVD), z. B. im Wirbelbett, zu erzielen. Die Schichtdicke der auf den Pulverkörnern abgeschiedenen Metallschicht richtet sich nach den beim Endprodukt erwünschten Materialeigenschaften.
Ein einzelnes Korn ist in F i g. 1 dargestellt. Es besteht aus dem Pulverkern 1 und der Hülle 2.
Die metallüberzogenen Pulver werden mit einem Bindemittel angeteigt und auf einen metallischen Träger aufgebracht. Dies kann beispielsweise durch Aufstreichen oder nach dem Siebdruckverfahren erfolgen.
In F i g. 2 ist ersichtlich, wie die einzelnen überzogenen Pulverteilchen mit dem Bindemittel als Schicht 3 auf den metallischen Träger 4 aufgebracht sind, in einer Dicke zwischen 0,1 und 100 μΐη, vorzugsweise zwischen 5 und 50 μπι.
Durch Anwärmen in einem Ofen bei einer Temperatur von etwa 200° C wird das Bindemittel ausgetrieben und das verbleibende Material durch Erhöhen der Temperatur, gegebenenfalls bis nahe an den Schmelzpunkt der am niedrigsten schmelzenden Komponente, gesintert. Der Sinterkörper wird anschließend durch
Pressen ode ι W a I/ι? η verl'ormi und dadurch verdichtet und verfestigt.
Ie nach dem Anwendungsfal! kann der erfindungsgeni;il) hergestellte metallische Dtinnsehieht-Verhund werkstoff zusammen mit dem Träger verwendet werden, um Vorprodukte oder Halbfertigfabrikate herzustellen, oder der Träger kann gewünschtenfalls durch Äue.n oder andere chemische oder elektrische Verfahren entfernt werden, so daß ein Verbundwerk stoff von einer Dicke im Mikrometerbereich entstein.
Die erfindiuigsgemäßen Verbundwerkstoffe haben sich besonders bewahrt beim F.insai/ für elektrische oder mechanische Zwecke, wie:
f linkenerosionsbeständige kontaktschicht ton für Schwaehstromkonlaktc sowohl an Luft als auch unter Schutzgas,
Lotfolien. insbesondere in der Kombination eines Puiverkerns aus Molybdän mit Goldübeivug oder i'hroin iidei Nickelkern mit I'alladitimriber.'iis·.
selbstschmierende. \* :inv.oleitende umi gegebenen falls elektrisch leitende Gieitfl.ichen \-oii Maschinentei len. insbesondere in der kombination eine1- Puherkerns aus MoKbdnn oder Tantal mit Silber·. CIoId-. Palladium- oder ktipferüber/iifi,
chemisch bestandige, hochwarmfeste Schut/sclucli ten. insbesondere in der kombination eines Pulverkerns aus Ruthenium, Rhenium. Wolfram. Molybdän. I :inta! oder Titan mit Nicke! oder Platinüber/uj;
Deckschichten von Hektroden. insbesondere in de: kombination eines Puh'erkerns aus Molybdän. Ί anta! oder Titan mit Platin-. Silber-. Ciold-, Palladium ^dc; kiipfenibe r/tig
Die I'rfindung umfaßt auch kombinationen von I egierungen der genannten Pulverkern und I Iberzugs melallc als Oünnsciiicht VerbiirNhvorkvlofi für Schicli ten oder Formkörper
Hierzu 1 Blatt Zeichnuncen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Dünnschicht-Verbundwerkstoff mit hoher Feinkörnigkeit und Verformbarkeit aus mit einem Metall oder einer Legierung überzogenen Pulverteilchen aus einem Metall oder einer Legierung auf einem metallischen Träger, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverteilchen aus Molybdän, Tantal, Chrom, Nickel, Wolfram, Eisen, Titan, Platin, Ruthenium, Rhenium oder Rhodium bzw. aus einer Legierung auf der Basis eines dieser Metalle und der Überzug aus Silber, Gold, Palladium, Kupfer, Platin, Nickel, Kadmium, Zinn, Blei oJer Zink bzw. aus einer Legierung auf der Basis eines dieser Metalle bestehen und die auf den Träger aufgebrachte Dünnschicht in einer Dicke von 0,1 bis 100 μπι als Kontaktschicht oder Schutzschicht dient.
2. Dünnschicht-Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus Pulverteilchen aus Molybdän mit Goldüberzug oder Chrom oder Nickel mit Palladiumüberzug besteht und als Lötfolie dient.
3. Dünnschicht-Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus Pulverteilchen aus Molybdän oder Tantal mit Silber-, Gold-, Palladium- oder Kupferüberzug besteht und als selbstschmierende wärmeleitende, gegebenenfalls elektrisch leitende, Gleitfläche von Maschinenteilen dient.
4. Dünnschicht-Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus Pulverteilchen aus Ruthenium, Rhenium, Wolfram, Molybdän, Tantal oder Titan mit Nickel- oder Platinüberzug besteht und als chemisch beständige, hochwarmfeste Schutzschicht dient.
5. Dünnschicht-Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus Pulverteilchen aus Molybdän, Tantal oder Titan mit Platin-, Silber-, Gold-, Palladium- oder Kupferüberzug besteht und als Deckschicht von Elektroden dient.
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