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Stand des Wissens 17
Aus diesen Gründen wurden alkalifreie Lotmaterialien entwickelt, um den oben
gestellten Anforderungen an die Lotmaterialien zu genügen [Sch 1990]; [Uhl 1983];
[Vog 1992]; [Mat 1997]. Es wird in diesem Zusammenhang erwähnt, dass die
Anwendung von alkalioxidhaltigen Lotmaterialien eine unerwünschte Reaktion mit
dem Stahl begünstigt [Dur 2000]. Die Bildung dieser unerwünschten Reaktionen
verursacht eine Begrenzung der Lebensdauer über die Degradation der Kathode.
Auch Oxide wie P2O5, PbO sollten vermieden oder minimiert werden, da sie unter
den gegebene Belastungen chemisch als unbeständig einzustufen sind. Ein
Überschuss an strukturelle freiem B2O3 ist wegen der Gefahr der Abdampfung in
wasserhaltiger Atmosphäre ebenfalls zu vermeiden.
2.2. Lotmaterialien für Hochtemperatur-Werkstoffe
Der Wunsch nach immer exakter angepassten Fügematerialien im Fertigungsverfahren,
stellt hohe Anforderungen an die Fügetechnik dar. Zum Studium des
fügetechnologischen Verfahrens ist zur Einführung weiterführende Literatur in
[Bor 1991]; [Wal 1972]; [Lut 1984] zu finden.
Zum Fügen artgleicher oder artfremder Werkstoffe hat sich unter den
stoffschlüssigen Fügeverfahren das Löten etabliert. Grundsätzlich unterscheidet man
zwischen dem Löten metallisierten Keramik, welches ein zweistufiger Fügeprozess
ist, und dem direkten Löten, bei denen der stoffschlüssige Werkstoffverbund in einem
einstufigen Fügeprozess realisiert wird. Als Zusatzwerkstoff kann hierbei entweder
ein Glaslot oder eine metallische Aktivlotlegierung eingesetzt werden. Beide
Zusatzwerkstoffe ermöglichen ein direktes Benetzen der keramischen Werkstoffe,
weshalb eine spezielle Vorbehandlung der Keramiken entfallen kann. Die
Eigenschaften von Keramiklotverbindungen hängen sehr stark von den verwendeten
Zusatzwerkstoffen ab. Dabei gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Lotlegierungen
und Lotmaterialien, die die Verbundeigenschaften maßgeblich bestimmen.
2.2.1. Glasige, glaskeramische und Komposit-Lote
Allgemein werden für die Herstellung von oxidischen Gläsern welche in drei
funktionelle Gruppen klassifiziert werden können: die Netzwerkbildner, die
Netzwerkwandler und die intermediäre Oxide verwendet. Zu den Netzwerkbildnern
gehören z.B. Oxide mit den Elementen Si, Ge, B, As und P. Sie sind fähig
dreidimensionale Netzwerkstrukturen zu bilden. Im Gegensatz dazu können
Netzwerkwandler wie Alkali- und Erdalkalioxide, die keine Netzwerkstruktur bilden,
jedoch ihre Anwesenheit zu Schwächung der Gefüge bzw. Glasstruktur sowie zur
Veränderung der Eigenschaften des Glases führen [ScH 1977]. Genauso können die