T °C - JuSER - Forschungszentrum Jülich
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Stand des Wissens 23<br />
Kathode nach bzw. die Reduktion der Anode vor dem Fügeprozess stattfinden kann<br />
[Tuc 2006]. Typischerweise kommen bei den meisten kommerziell erhältlichen<br />
Lotsystemen Titan und Zirkon als Reaktiv-Elemente zum Einsatz. Diese Metalle<br />
besitzen bei hoher Temperatur ein hohes Reduktionspotenzial, so dass sie bei<br />
ausreichend niedrigem Sauerstoffpartialdruck in der umgebenden Atmosphäre<br />
[Mur 2003] in der Lage sind, oxidkeramischen Werkstoffen an der Oberfläche<br />
Sauerstoff zu entziehen [Han 2000]. Das entsprechend aktivierte Metalllot ist dann<br />
besser vom Lotbasismaterial benetzbar.<br />
Weitere Legierungssysteme sind Ag-V2O5 [Lam 2005], Ag-PbO [Pav 2007] sowie das<br />
ternäre System Ag-CuO-Pd [Wei 2005]. Tabelle 2-3 zeigt eine Übersicht der für<br />
Hochtemperaturwerkstoffe einsetzbaren Metalllote.<br />
Eine weitere Möglichkeit stellt die vor dem Löten stattfindende Metallisierung<br />
der Keramik dar. Der positive Aspekt im Vergleich zu Glasloten ist hier das plastische<br />
Verhalten des metallischen Körpers. Nachteilig sind die hohen thermischen<br />
Ausdehnungskoeffizienten, die metallische Leitfähigkeit je nach Anwendungsbereich<br />
und die Notwendigkeit bei niedrigen Sauerstoffpartialdrücken zu fügen.<br />
Tab. 2-3. Metalllot für die Hochtemperatur-Werkstoffe.<br />
Basis-Lote<br />
Beispiele<br />
Löttemperatur<br />
Lötatmosphäre<br />
Nickel (Ni)<br />
L-Ni5, Fa. Fontagen<br />
Ni, 19% Cr, 10% Si, B, P, C<br />
CB 10, Fa. Bracetec<br />
1180 <strong>°C</strong> Vakuum<br />
Silber (Ag) Ag, 25% Cu, 10%Ti 850 – 950 <strong>°C</strong> Vakuum, Ar4.8<br />
Pressdichtungen<br />
Als besondere Eigenheit dieser plastischen oder elastischen Dichtungssysteme<br />
gegenüber den starren, stoffschlüssigen Fügungen ist die Notwendigkeit permanent<br />
eine vertikale Dichtkraft aufzubringen. Dies erwies sich als prinzipieller Nachteil bei<br />
der SOFC-Anwendung. Zu den Pressdichtungssystemen zählen keramische<br />
Faserwerkstoffe, Glimmer und kompressible Hybridsysteme.<br />
• Keramische Faserwerkstoffe<br />
Kommerziell erhältliche Produkte basieren überwiegend auf -Al2O3, ZrO2 oder<br />
Aluminosilicaten. Die wesentlichen Vorteile von oxidkeramischen Fasern sind ihre<br />
ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Hochtemperatur-Werkstoffen und<br />
oxidierenden/reduzierenden Atmosphären, was gerade für eine Anwendung in der<br />
SOFC von Vorteil ist. Auch hier ist eine hohe Dichtkraft nötig, um eine ausreichende