DE60217781T2

DE60217781T2 - Verfahren und Zusammensetzung zur Behandlung eines nichtmetallischen feuerfesten Materials zum Löten

Info

Publication number: DE60217781T2
Application number: DE60217781T
Authority: DE
Inventors: Lawrence A. Waukesha Wolfgram; Nitin R. Oak Creek Shah
Original assignee: Lucas Milhaupt Inc
Current assignee: Lucas Milhaupt Inc
Priority date: 2001-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2022-09-26
Also published as: US20040112945A1; EP1295858A3; EP1295858A2; DE60217781D1; ATE352530T1; US6840429B2; EP1295858B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Zusammensetzung zur Behandlung eines nichtmetallischen Feuerfestmaterials zum Hartlöten. Sie betrifft insbesondere die Behandlung nichtmetallischer Feuerfestmaterialien, womit man die Bindung der Materialien aneinander oder an Metallbauteile erleichtert.
Stand der Technik
Feuerfestmaterialien, wie Keramiken, werden oft in Anwendungen verwendet, bei denen diese Materialien entweder mit anderen Keramiken oder mit Metallbauteilen verbunden werden sollen. In der Autoindustrie werden beispielsweise Keramiken für viele Teile verwendet, wie u.a. Verschleißbeläge, die an Metallteile gebunden werden, damit die Lebensdauer der Teile verlängert wird. Bei einem weiteren Beispiel werden technische Keramiken in vielen elektrischen und elektronischen Anwendungen verwendet, wie Leistungsgitterröhren, Vakuumunterbrechern, Halbleitergehäusen, Mehrschichtsubstraten, Kugelgitteranordnungen, Leistungsverlustgehäusen und Sensorgehäusen.
Feuerfestmaterialien, wie Keramiken, ließen sich in der Vergangenheit schlecht miteinander oder mit Metallbauteilen verbinden. Gewöhnlich mussten vor dem Verbinden mit einem anderen Keramik- oder einem Metallkörper Metallisierungsverfahren an einer Keramik durchgeführt werden, weil gängige Hartlöt-Formulierungen eine Feuerfestoberfläche nicht angemessen benetzen. Diese Verfahren umfassen gewöhnlich mehrere Schritte, die eine Brücke zwischen der Oberfläche der Feuerfestmaterialoberflächen und Hartlötfüllmaterialien, Lötmetallen oder leitenden bzw. schützenden Metallen schaffen, die zur Herstellung von Schaltungen auf dem Material verwendet werden.
Ein Beispiel für ein herkömmliches Metallisierungsverfahren in Bezug auf Keramik als Feuerfestkörper umfasst vier Hauptschritte:

1. Beschichten des gewünschten Bereichs des Feuerfestmaterials, das metallisiert (gewöhnlich durch Siebdruck) werden soll, mit einer Molybdän- oder Molybdän-Mangan-Paste, und dann Lufttrocknen oder Trocknen in einem Infrarotofen (beispielsweise bei etwa 90°C bis etwa 100°C für etwa 10 bis etwa 15 min);
2. Brennen des Produkts von Schritt 1 oben in einem Ofen mit kontrollierter Atmosphäre (beispielsweise feuchtem Wasserstoff) bei etwa 1200°C bis etwa 1500°C;
3. Reinigen, Ätzen und Nickelbeschichtung des Produktes von Schritt 2 oben in einem stromlosen oder einem elektrolytischen Verfahren, und neuerliches Brennen zum Sintern des Nickels in die Molybdän-Mangan-Beschichtung; und
4. Zugeben von Hartlöt-Füllmetall in der Form von Draht, Folie, Ring, Vorformling oder Metallpulver zwischen die metallisierten Abschnitte des oder der Feuerfestkörper und dann Erwärmen oder Brennen bei einer Temperatur über der Liquidustemperatur des Hartlötfüllmetalls in einer sauerstofffreien Umgebung, wie Argon, trockenem Wasserstoff, Ammoniakgas oder Vakuum.

Für Elektrostromanwendungen kann es die zusätzlichen Schritte Reinigen und Aktivieren der Nickelschicht und Überschichten mit Gold, Silber, Kupfer oder Zinn geben.
Eine weitere Zusammensetzung und ein weiteres Verfahren, das mit Feuerfestmaterialien verwendet wird, sind in US-Patent 5,340,012 beschrieben. US 3063144 und US 5056702 sind ebenfalls interessant.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Beschichtungs-Zusammensetzungen und ihre Verwendung in einem Verfahren, das die Bindung der zu behandelnden Hartlöt-Füllmaterialien, nicht-metallischen Feuerfestoberflächenmaterialien, wie Keramiken, erleichtert. Die Beschichtung kann in vorausgewählten Bereichen der Feuerfestoberfläche aufgebracht werden, so dass ein Zielbereich zum Hartlöten umgrenzt wird. Werden die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen beim Hartlöten oder Löten von Füllmaterialien eingesetzt, können starke Bindungen zwischen den nichtmetallischen Feuerfestkörpern und den nicht-metallischen Feuerfestkörpern sowie zwischen den nicht-metallischen Feuerfestkörpern und Eisen- und Nicht-Eisenmetallmaterialien erzielt werden. In einem Aspekt ist die vorliegende Erfindung eine Beschichtungs-Zusammensetzung zum Aufbringen auf ein nichtmetallisches Feuerfestmaterial zur Erleichterung des Hartlötvorgangs, wobei die Zusammensetzung beinhaltet (i) eine Gruppe-VIB-Übergangsmetallkomponente, ausgewählt aus Gruppe-VIB-Übergangsmetall, Gruppe-VIB-Übergangsmetallhydrid, und deren Gemischen, (ii) einen Binder, beinhaltend ein hydrogeniertes Kohlenwasserstoffharz und Styrol-Blockcopolymer, sowie (iii) einen Fluidträger. Die Gruppe-IVB-Übergangsmetallkomponente kann ein Gruppe-IVB-Übergangsmetall sein, ausgewählt aus Titan, Zirkon, Hafnium, Hydriden dieser Gruppe-IVB-Übergangsmetalle und Gemischen dieser Gruppenmitglieder. Bei einer Ausführungsform ist die Gruppe-IVB-Übergangsmetallkomponente Titan, Titanhydrid, oder deren Gemische.
In einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Behandlung eines nichtmetallischen Feuerfestmaterials zum Hartlöten, umfassend die Schritte:
Beschichten einer Oberfläche des Materials mit einer Beschichtungs-Zusammensetzung, beinhaltend (i) eine Gruppe-VIB-Übergangsmetallkomponete, ausgewählt aus Gruppe-VIB-Übergangsmetall, Gruppe-VIB-Übergangsmetallhydrid, und deren Gemische, (ii) einen Binder, beinhaltend ein hydrogeniertes Kohlenwasserstoffharz und Styrol-Blockcopolymer, sowie (iii) einen Fluidträger;
Trocknen der beschichteten Oberfläche;
Aufbringen eines Hartlöt-Füllmaterials in einer ausgewählten Form auf die getrocknete beschichtete Oberfläche, und Erwärmen des Hartlöt-Füllmaterials auf eine Temperatur über einer Liquidustemperatur des Materials in einer im Wesentlichen sauerstofffreien Umgebung.
Der erfindungsgemäß eingesetzte Fluidträger kann umfassen, ist aber nicht eingeschränkt auf aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, aromatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, Alkohole, Ketone, Ester, Glycol, Glycolether, Glycerin und Wasser. Die Wahl des Fluidträgers hängt von der Kompatibilität mit dem gewählten Binder ab. Paraffinische Kohlenwasserstoffe und hydrobehandelte Leichtpetroleumdestillat-Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel können hier verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Beschichtungs-Zusammensetzung etwa 10 bis 90 Gewichtsprozent Titan oder Titanhydrid-Metallpulver und 90 bis 10% Binder und Fluidträger mit hydrogenierten Kohlenwasserstoffharzen (erhältlich von Hercules), Styrol-Blockcopolymer und behandelten Leichtpetroleumdestillat-Kohlenwasserstoff-Fluidträger (erhältlich von Penreco).
Die erfindungsgemäße Beschichtungs-Zusammensetzung kann eine tintenartige bis pastenartige Konsistenz aufweisen und kann durch Siebdruck aufgebracht werden. Die Konsistenz der Zusammensetzung kann variiert werden, so dass die gewünschte Form und Feinheit der Einzelheiten erzielt wird. Die Zusammensetzung kann beispielsweise auf die gesamte Feuerfestoberfläche durch geeignete Beschichtungstechniken aufgebracht werden, einschließlich, aber nicht eingeschränkt auf Pinselauftrag, Aufrollen und/oder Aufsprühen. Bei einem weiteren Beispiel kann in selektiven Anwendungen für das Felgen-Dichten bzw. Verbinden oder bei der Herstellung von elektrischen bzw. elektronischen Leiterspuren eine geeignete Maske zur Steuerung der beschichteten behandelten Bereiche verwendet werden.
Die Oberflächenbeschichtung von Keramiken mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung kann eine stärkere Steuerung der aktiven Metallkonzentration für die Entwicklung der Grenzflächenverbindung und anschließend Verbindungsfestigkeit ermöglichen. Demnach sollte eine Abreicherung des aktiven Metalls an Keramikoberflächen im Wesentlichen reduziert werden, und die Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften des Hartlötmetalls, die übermäßigen Aktivmetallkonzentrationen zuzuordnen ist (d.h. 8% oder mehr), sollte ebenfalls im Wesentlichen reduziert werden.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann ebenfalls eine solche Konsistenz aufweisen, dass Siebdruck oder Schablonierung gefolgt von einem Metallisierungs- bzw. Hartlöt-Verfahren mit geeigneten Hartlötfüllmetallen möglich ist, so dass auf den Feuerfestsubstraten Leiterspuren erzeugt werden.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung eignet sich zur Verwendung mit Oxidkeramiken, wie Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Siliciumoxid usw. Zudem können die meisten Nitride, Carbide, (synthetische oder natürliche) Diamanten, Graphit oder Kohlenstoff und Saphir (oder ähnliche Edelsteine) miteinander verbunden werden, ohne dass man vorher Metallisierungsverfahren benötigt.
Nach dem Trocknen eine Feuerfestmaterials, auf das die erfindungsgemäße Beschichtungs-Zusammensetzung aufgetragen wurde, kann die beschichtete behandelte Oberfläche metallisiert werden mit jeglichem geeigneten Hartlötfüllmaterial, wobei herkömmliche Hartlöt- bzw. Lötverfahren und herkömmliche Ausrüstung eingesetzt werden. Die beschichtete behandelte Oberfläche kann beispielsweise in einer im Wesentlichen sauerstofffreien Umgebung (beispielsweise Argon, trockenem Wasserstoff und/oder Vakuum) auf eine Temperatur über der Liquidustemperatur des Hartlötfüllmetalls oder Lötmetalls erwärmt werden. Das erfindungsgemäße Beschichtungszusammensetzungs-Verfahren kann mit kommerziell erhältlichen Hartlöt-Füllmaterialien und in einer kommerziell erhältlichen Heizausrüstung verwendet werden.
Das folgende Verfahren lässt sich beispielsweise verwenden, wenn die Keramik ein Feuerfestkörper ist:

1. Beschichten (beispielsweise durch Aufpinseln oder Siebdruck) einer Feuerfestoberfläche (beispielsweise die Keramikoberfläche) mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Die Beschichtung wird dann getrocknet, und zwar entweder an der Luft bei Umgebungsbedingungen oder bei erhöhten Temperaturen von etwa 120°C bis etwa 150°C für etwa 10 bis 20 min zur Beschleunigung des Trocknens;
2. Aufbringen eines Hartlötfüllmetalls in vorgewählter Form (wie in der Form von Draht, Folie, Streifen, Beilagblech, Ring, Vorformling oder Metallpulver) auf den Feuerfestkörper (beispielsweise Keramikkörper) und am besten Hartlöten unter im Wesentlichen sauerstofffreien Bedingungen (beispielsweise in einer Vakuum-, Argon-, oder trockenen Wasserstoff-Atmosphäre) bei einer Temperatur, die sich für das ausgewählte Hartlötfüllmetall eignet.

Der Trocknungsschritt entfernt den Fluidträger, und hinterlässt eine Beschichtung der Gruppe-IVB-Übergangsmetallkomponente mit dem Binder auf der Keramik, was eine spätere Handhabung der beschichteten Keramik erleichtert, wie u.a. das Verbinden der Keramik mit einem weiteren beschichteten Keramik- oder Metallteil. Nach dem Aufbringen des Hartlöt-Füllmaterials und nach dem Durchführen des Hartlötschritts verflüchtigt sich der Binder und wird entfernt. Die Aufnahme der Gruppe-IVB-Übergangsmetallkomponente verbessert beim Aufbringen durch das erfindungsgemäße Verfahren wahrscheinlich die Festigkeit der Hartlötverbindung.
Eingehende Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschichtungs-Zusammensetzung, die vor dem Hartlöten auf ein nichtmetallisches Feuerfestmaterial aufgebracht werden kann, wobei die Zusammensetzung beinhaltet:

(1) eine Gruppe-VIB-Übergangsmetallkomponete, ausgewählt aus Gruppe-VIB-Übergangsmetall, Gruppe-VIB-Übergangsmetallhydrid, und deren Gemische,
(2) einen Binder, beinhaltend ein hydrogeniertes Kohlenwasserstoffharz und Styrol-Blockcopolymer, sowie
(3) einen Fluidträger.

Die Gruppe-IVB-Übergangsmetallkomponente kann ausgewählt werden aus Titan, Zirkon, Hafnium, Hydriden dieser Gruppe-IVB-Übergangsmetalle, und Gemische dieser Gruppenmitglieder.
Ein Fluidträger ist ebenfalls Teil der Zusammensetzung. Eine nicht-erschöpfende Liste von Fluidträgern umfasst aliphatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, aromatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, Alkohole, Ketone, Ester, Glycol, Glycolether, Glycerin und Wasser. Die Wahl des Fluidträgers hängt von dessen Kompatibilität mit dem gewählten Bindemittel ab. Die Zusammensetzung kann sowohl paraffinischen Kohlenwasserstoff-Fluidträger als auch hydrobehandelten leichtes Petroleumdestillat-Kohlenwasserstoff-Fluidträger umfassen.
Bei einer Ausführungsform umfasst die Zusammensetzung etwa 10 bis 90 Gewichtsprozent der Gruppe-IVB-Übergangsmetallkomponenten in einer Pulverform und etwa 90 bis 10% Binder und Fluidträger.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Zusammensetzung etwa 10 bis 90 Gewichtsprozent Titan oder Titanhydrid-Metallpulver und etwa 90 bis 10 % Binder und Fluidträger. Diese Zusammensetzungen haben eine Konsistenz, die sich zum Aufpinseln, Aufrollen, Sprühen oder Siebdruck und zur Schablonierung der Feuerfestoberfläche eignet.
Der Begriff "Binder", wie er hier verwendet wird, betrifft ein oder mehrere Materialien, die bei Anwesenheit in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen (1) die Bindung der Gruppe IVB-Übergangsmetallkomponenten an den Feuerfestkörper, Eisenkörper oder Nichteisenkörper erleichtern oder (2) die Gruppe-IVB-Übergangsmetallkomponente in einer stabilen Suspension in dem Fluidträger halten oder (3) beide Funktionen ausüben.
Der Begriff "Fluidträger" wie er hier verwendet wird, betrifft ein Fluidmaterial, das als Trägermittel für die Gruppe-IVB-Übergangsmetallkomponente und den Binder dient. Der Fluidträger lässt sich bei Temperaturen unter den Temperaturen, bei der das Hartlöten oder Löten erfolgt, verflüchtigen. In einigen Fällen kann der Träger ein Lösungsmittel für mindestens eine Gruppe IVB-Übergangsmetallkomponente und den Binder sein.
Der Binder umfasst hydrierte Kohlenwasserstoffharze (erhältlich von Hercules unter dem Handelsnamen Regal Rez) und Styrol-Blockcopolymere (erhältlich von Penreco). Andere geeignete Fluidträger umfassen, sind aber nicht eingeschränkt auf isoparaffinische Kohlenwasserstoffe, erhältlich unter dem Handelsnamen Isopar von Exxon, und hydrierte Leichtdestillate, erhältlich unter dem Handelsnamen Conosol von Penreco.
Bei einem weiteren Beispiel eignen sich Versagel und Synergel, erhältlich von Penreco, für die Verwendung in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen.
Nach dem Aufbringen der Zusammensetzungen auf die Feuerfestoberfläche wird der Fluidträger von der Zusammensetzung durch Lufttrocknen und/oder Erwärmen entfernt, so dass eine Beschichtung der Gruppe-IVB-Übergangsmetallkomponente mit dem Binder an der Feuerfestoberfläche bleibt. Anschließen verflüchtigt sich der Binder nach dem Aufbringen des Hartlötfüllmetalls und nach dem Hartlöten, bei Temperaturen unter der Hartlöttemperatur, so dass wenig oder kein Rest bleibt, und stört somit er die Hartlötverbindung nicht und verunreinigt diese nicht.
Beispiele für geeignete erfindungsgemäße Zusammensetzungen
Die folgende Tabelle zeigt Beispiele für verschiedene erfindungsgemäße Beschichtungs-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung. Es versteht sich, dass diese lediglich beispielhaft für geeignete Materialien sind, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können.
Aktivmetalle aus der Gruppe IVB, einschließlich Kombinationen der Elemente, wie Titan und Zirkon, können ebenfalls zur Herstellung eines Eutektikums mit einer niedrigeren Liquidustemperatur verwendet werden, so dass andere spezielle Anforderungen erfüllt werden. Die Partikelgröße des Gruppe IVB-Übergangsmetallpulvers kann so groß sein, dass es durch ein 325 Mesh-Sieb (d.h. –325) passt, obschon andere Mesh-Größen effizient sein können.
Die Art und/oder Menge an Fluidträger in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist derart ausgewählt, dass die Viskosität der Zusammensetzung eingestellt wird. Wie in der vorstehenden Tabelle gezeigt, kann eine Art Fluidträger oder eine Kombination aus zwei oder mehr Fluidträgern in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendet werden. Es kann beispielsweise ein isoparaffinischer Kohlenwasserstoff allein oder in Kombination mit einem weiteren Fluidträger verwendet werden, wie einem hydrogenierten Leichtdestillat-Fluidträger. Eine Anzahl von Fluidträgern, einschließlich derjenigen der Tabelle, können in einem geeigneten Verhältnis kombiniert werden, so dass man die gewünschte Viskosität und/oder hinreichende Trägereigenschaften der Zusammensetzung erhält.
Bei einer Ausführungsform wird Titan- oder Titanhydrid-Metallpulver mit einer Mesh-Größe von etwa 325 mit Binder gemischt. Ein Gemisch kann etwa 35 Gewichtsprozent Titan, 65 Gewichtsprozent Binder mit hydrogenierten Kohlenwasserstoffharzen (Hercules) und Stryrolblockcopolymer, und behandelte Leichtpetroleum-Destillat-Kohlenwasserstoff-Fluidträger (Penreco) umfassen. Dieses Gemisch hat die korrekte Konsistenz zum Aufpinseln, Aufrollen oder Aufsprühen der Feuerfestoberfläche.
Die Gemische werden auf den Feuerfestkörper in einer so großen Menge aufgebracht, dass das Gruppe-IVB-Übergangsmetall in einem Prozentbereich gewöhnlich zwischen etwa 2 und etwa 8 Gewichtsprozent des vereinigten Gewichts der Hartlötlegierung und Gruppe-IVB-Übergangsmetall zugegen ist, wobei etwa 4 bis 6 Prozent Gruppe-IVB-Übergangsmetall für diese Anwendung gut geeignet ist.
Titan- oder Titanhydrid-Metallpulver mit einer Mesh-Größe von etwa 325 Mesh oder kleiner (44 Mikron oder kleiner) wird mit dem Bindemittel gemischt. Das Gemisch kann etwa 65 Gewichtsprozent Titan, 35 Gewichtsprozent Binder mit hydrogenierten Kohlenwasserstoffharzen (Hercules) und Styrolblockcopolymer, und behandelte Petroleumdestillat-Kohlenwasserstoff-Fluidträger (Penreco) umfassen. Dieses Gemisch hat eine Konsistenz, die sich zum Siebdrucken oder Schablonieren zum Beschichten des Feuerfestkörpers eignet.
Die vorliegende Erfindung wird in Zusammenhang mit ein oder mehreren Hartlötfüllmetallen verwendet. Das Hartlötfüllmetall kann eine Metalllegierung sein, die sich zum Verbinden eines Feuerfestmaterials mit beispielsweise einer Metallkomponente oder Oberfläche eignet. Geeignete Füllmaterialien umfassen, sind aber nicht eingeschränkt auf herkömmliche Hartlötlegierung, wie eine eutektische Silber-Kupfer-Zusammensetzung (beispielsweise 72% Silber und 28% Kupfer), Silber-Kupfer-Legierungen, einschließlich etwa 50 bis 85 Gewichtsprozent Silber und etwa 15 bis 50 Gewichtsprozent Kupfer, Legierungen aus Silber-Kupfer-Nickel oder Silber-Kupfer-Indium (beispielsweise Silber-Kupfer-Nickel-Legierungen mit etwa 50 bis 85 Gewichtsprozent Silber, 15 bis 50 Gewichtsprozent Kupfer und 0,2 bis 2,5 Gewichtsprozent Nickel, wohingegen die Silber-Kupfer-Indium-Legierungen etwa 50 bis 70 Gewichtsprozent Silber, etwa 15 bis 35 Gewichtsprozent Kupfer, und etwa 10 bis 20 Gewichtsprozent Indium umfassen).
Ein weiter Bereich an anderen herkömmlichen Hartlöt-Fülllegierungen kann aufgenommen werden, wenn diese zum Verbinden ähnlicher oder unähnlicher Basismaterialien oder Komponenten verwendet werden. Beispielsweise Legierungen, die Kupfer, Nickel, Zinn, Silber, Gold, Molybdän, Kobalt oder Palladium, zusammen mit Additiven, wie Bor oder dergleichen, enthalten. Andere Beispiele für Hartlötfüllmetall umfassen Materialien auf Nickelbasis und Gold-Nickel-Legierungen und semiamorphe Materialien.
Das erfindungsgemäß verwendete Hartlötfüllmetall kann eine geeignete Form und Gestalt haben. Das Hartlötfüllmaterial kann beispielsweise in der Form von Draht, Folie, Streifen, Beilagblech, Ring, Vorformling oder Metallpulver vorliegen.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung eignet sich zur Verwendung mit Oxidkeramiken, wie Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Siliciumdioxid, usw. Zudem können die meisten Nitride, Carbide, (synthetische oder natürliche) Diamanten, Graphit, oder Kohlenstoff und Saphir (oder ähnliche Edelsteine) miteinander verbunden werden, ohne dass man vorher Metallisierungsverfahren benötigt.
Beispiel 1
Eine Zusammensetzung mit einer tintenartigen Konsistenz hat die folgende Formulierung. Sämtliche Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht.
Titanpulver 35%
Binder:
(Regal Rez) 6,5%
Di- oder Tri-Blockcopolymere auf der Basis von Styrol-Blockcopolymeren in einem hydrogenierten Leicht-Kohlenwasserstoff-Destillat 16,25%
Fluidträger (Isopar) 42,25%
Beispiel 2
Eine Zusammensetzung mit einer pastenartigen Konsistenz, die sich zur Schablonierung und Siebdruck eignet, hatte die folgende Formulierung:
Sämtliche Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht:
Titan 55%
Isoparfluidträger 5%
Binder
(Regal Rez) 19,4%
Di- oder Tri-Blockcopolymere auf der Basis von Styrol-Blockcopolymeren in einem hydrogenierten Leicht-Kohlenwasserstoff-Destillat 20,6%
Das Regal Rez wird entweder direkt im Fluidträger gelöst oder in den Di- oder Tri-Blockcopolymeren auf der Basis von Styrol-Blockcopolymeren, wenn es in einem hydrierten leichten Kohlenwasserstoff-Destillatträger zugeführt wird, wobei ein beliebiges Standard-Mischverfahren eingesetzt wird. Hitze kann zur Beschleunigung des Verfahrens verwendet werden, ist aber nicht notwendig. Das Titan wird in Form eines glatten, homogenen Gemischs zugegeben.

Claims

Verfahren zur Behandlung eines nichtmetallischen Brennmaterials zum Hartlöten, umfassend Schritte Beschichten einer Oberfläche des Materials mit einer Beschichtungszusammensetzung, beinhaltend (i) eine Gruppe-IVB-Übergangsmetall-Komponente, ausgewählt aus der Gruppe-IVB-Übergangsmetall, Gruppe-IVB-Übergangsmetallhydrid und deren Gemische, (ii) einen Binder, beinhaltend ein hydrogeniertes Kohlenwasserstoffharz und ein Styrol-Blockcopolymer sowie (iii) einen Fluidträger; Trocknen der beschichteten Oberfläche; Aufbringen eines Hartlöt-Füllmetalls in eine ausgewählte Form auf der getrockneten beschichteten Oberfläche; und Erwärmen des Hartlöt-Füllmetalls auf eine Temperatur über dem Verflüssigungspunkts des Materials unter substantiell sauerstoffreiner Umgebung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Trocknungsschritt bei Umgebungsbedingungen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Trocknungsschritt 10 bis 20 Minuten bei höheren Temperaturen von 120 bis 150 Grad Celsius erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend das Auswählen des Hartlöt-Füllmetalls als Draht, Folie, Streifen, Beilagblech, Ring, Vorformling oder Metallpulver.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Erwärmungsschritt im Vakuum oder unter Argon oder trockenem Wasserstoff erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend das Bereitstellen von Titan, Zirkon, Hafnium oder deren Gemische als Gruppe-IVB-Übergangsmetall-Komponente der Beschichtungszusammensetzung.
Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend das Formulieren der Beschichtungszusammensetzung aus 10 bis 90 Gewichtsprozent Übergangsmetallkomponente und zusammen 90 bis 10 Gewichtsprozent Binder und Fluidträger.
Verfahren nach Anspruch 1, beihalten das Bereitstellen ein oder mehrerer aliphatischer Kohlenwasserstofflösungsmittel, aromatischer Kohlenwasserstofflösungsmittel, Alkohole, Ketone, Ester, Glykol, Glykolether, Glyzerin, Wasser, paraffinische Kohlenwasserstofflösungsmittel, hydrobehandeltes leichtes Petroldistillat-Kohlenwasserstofflösungsmittel als fluider Träger der Beschichtungszusammmensetztung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Beschichtungsschritt erfolgt durch Pinselauftrag, Sprühen oder Aufrollen durch eine Schablonenmaske.
Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend das Bereitstellen der Gruppe-IVB-Übergangsmetall-Komponente der Beschichtungszusammensetzung in einer Menge zwischen 2 und 8 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts aus Gruppe-IVB-Übergangsmetall-Komponente und Hartlöt-Füllmetall, das auf die Oberfläche des Brennmaterials aufgebracht ist.
Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend das Bereitstellen der Übergangsmetall-Komponente der Beschichtungszusammensetzung in einer Menge zwischen 4 und 6 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts aus Übergangsmetall-Komponente und Hartlöt-Füllmetall, das auf die Oberfläche des Brennmaterials aufgebracht ist.
Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend das Formulieren der Beschichtungszusammensetzung aus 35 Gewichtsprozent Übergangsmetall-Komponente und zusammen 65 Gewichtsprozent Binder und Fluidträger.
Verfahren nach Anspruch 1, beinhalten das Formulieren der Beschichtungszusammensetzung aus 65 Gewichtsprozent Übergangsmetall-Komponente und zusammen 35 Gewichtsprozent Binder und Fluidträger.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Beschichtungsschritt erfolgt durch Pinselauftrag, Aufrollen oder Besprühen der Oberfläche des Brennmaterials.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Beschichtungsschritt erfolgt durch Siebdruck oder Schablonieren der Oberfläche des Brennmaterials.
Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend das Formulieren des Fluidträgers aus sowohl einem paraffinischen Kohlenwasserstoff als auch einem hydrobehandelten leichten Petroleumdestillat.
Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend das Einstellen der Viskosität der Beschichtungszusammensetzung durch Verändern des Gewichtsprozentsatzes Fluidträger in der Zusammensetzung.
Beschichtungszusammensetzung zur Anwendung auf ein nichtmetallisches Brennmaterial zur Erleichterung einer Hartlötoperation, wobei die Zusammensetzung beinhaltet (i) eine Gruppe-IVB-Übergangsmetall-Komponente, ausgewählt aus der Gruppe IVB Übergangsmetall, Gruppe-IVB-Übergangsmetallhybrid und deren Gemische, (ii) einen Binder, beinhaltend ein Hydrogeniertes Kohlenwasserstoffharz und ein Styrol-Blockcopolymer sowie (iii) einen Fluidträger.
Zusammensetzung nach Anspruch 18, wobei die Gruppe-IVB-Übergangsmetall-Komponente beinhaltet Titan, Zirkon, Hafnium oder deren Gemische.
Zusammensetzung nach Anspruch 18, beinhaltend zwischen 10 und 90 Gewichtsprozent Übergangsmetall-Komponente und zusammen zwischen 90 und 10 Gewichtsprozent Binder und Fluidträger.
Zusammensetzung nach Anspruch 18, wobei der Fluidträger beinhaltet ein oder mehrere aliphatische Kohlenstoffwasserlösungsmittel, aromatische Kohlenwasserstofflösungsmittel, Alkohole, Ketone, Ester, Glykol, Glykolether, Glycerin, Wasser, paraffinische Kohlenwasserstofflösungsmittel und hydrobehandeltes leichtes Petroleumdestillat-Kohlenwasserstofflösungsmittel.
Zusammensetzung nach Anspruch 18, wobei die Übergangsmetallkomponente vorliegt in einer Menge zwischen zusammen 2 und 8 Gewichtsprozent Übergangsmetall-Komponente und Hartlöt-Füllmetall, aufgebracht auf der Oberfläche des Brennmaterials.
Zusammensetzung nach Anspruch 18, wobei die Übergangsmetall-Komponente vorliegt in einer Menge zwischen zusammen 4 und 6 Gewichtsprozent Übergangsmetall-Komponente und Hartlöt-Füllmetall, aufgebracht auf der Oberfläche des Brennmaterials.
Zusammensetzung nach Anspruch 18, umfassend 35 Gewichtsprozent Übergangsmetall-Komponente und zusammen 65 Gewichtsprozent Binder und Fluidträger.
Zusammensetzung nach Anspruch 18, umfassend 65 Gewichtsprozent Übergangsmetall-Komponente und zusammen 35 Gewichtsprozent Binder und Fluidträger.
Zusammensetzung nach Anspruch 18, wobei der Fluidträger beinhaltet einen paraffinischen Kohlenwasserstoff sowie ein hydrobehandeltes leichtes Petroleumdestillat.