Technisches Team · Kintek Solution

Das Diffusionskleben erfolgt in der Regel bei Temperaturen zwischen 50 und 70 % der absoluten Schmelztemperatur der beteiligten Werkstoffe. Bei diesem Verfahren werden die metallischen Oberflächen auf hohe Temperaturen erhitzt, oft auf bis zu 1400°C (2552°F), und es wird Druck ausgeübt, um einen engen Kontakt zwischen den Oberflächen zu gewährleisten. Die genaue Temperatur für das Diffusionskleben kann je nach den spezifischen Materialien und dem gewünschten Ergebnis variieren, wobei das Diffusionsglühen häufig bei Temperaturen zwischen 1050 und 1250 °C über einen längeren Zeitraum durchgeführt wird, um die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Verbindung zu verbessern.

Erläuterung:

1. Temperaturbereich für das Diffusionskleben:

   • Der Prozess der Diffusionsbindung erfordert, dass sich die Atome der beiden metallischen Oberflächen durchdringen, was hohe Temperaturen voraussetzt. Diese Temperaturen liegen in der Regel bei 50-70 % der absoluten Schmelztemperatur der zu verbindenden Werkstoffe. Dieser Bereich stellt sicher, dass die Werkstoffe verformbar genug sind, um die atomare Diffusion zu ermöglichen, aber nicht so heiß, dass sie schmelzen.

2. Heizmethoden:

   • Die Oberflächen werden entweder mit einem Ofen oder mit elektrischen Widerstandsmethoden erhitzt. Ziel ist es, die erforderliche Temperatur zu erreichen, die bei bestimmten Materialien bis zu 1400 °C (2552 °F) betragen kann. Diese hohe Temperatur ist entscheidend für die Aktivierung des Diffusionsprozesses, bei dem sich Atome von Bereichen mit hoher Konzentration zu Bereichen mit niedriger Konzentration bewegen, was schließlich zu einer festen Verbindung führt.

3. Anwendung von Druck:

   • Neben der Hitze wird mit Hilfe einer hydraulischen Presse oder mit Eigengewichten Druck auf die Bauteile ausgeübt. Dieser Druck sorgt dafür, dass die Oberflächen in engem Kontakt stehen, was für eine wirksame Diffusion der Atome unerlässlich ist. Häufig werden Vorrichtungen verwendet, um diesen engen Kontakt während des gesamten Klebevorgangs aufrechtzuerhalten.

4. Diffusionsglühen:

   • Das Diffusionsglühen ist eine spezielle Technik zur Beseitigung von Inhomogenitäten oder Konzentrationsunterschieden im Material. Dieses Verfahren wird bei sehr hohen Temperaturen (1050 bis 1250 °C) und über längere Zeiträume (bis zu 50 Stunden) durchgeführt. So werden z. B. Lötverbindungen auf Nickelbasis häufig bei etwa 1000 °C diffusionsgeglüht, um die Konzentration der Metalloide im Lötmaterial in Richtung des Grundmaterials zu verschieben und so die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Verbindung zu erhöhen.

5. Umweltaspekte:

   • Um eine Oxidation zu verhindern, die sich negativ auf den Verbindungsprozess auswirken kann, arbeiten Wärmebehandlungsöfen häufig unter Hochvakuum. Diese kontrollierte Umgebung gewährleistet, dass die Oberflächen sauber und frei von Verunreinigungen bleiben, die den Diffusionsprozess behindern könnten.

6. Sintern und Diffusion:

   • Beim Sintern, das oft mit einer umfangreichen Diffusion einhergeht, ist die erforderliche Temperatur in der Regel hoch und liegt oft bei über 60 % der Schmelztemperatur (0,6 Tm). Diese hohe Temperatur treibt den Diffusionsprozess an, der darauf abzielt, die Oberfläche und die lokale Krümmung zu verringern und dadurch die Bindung zu stärken.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Diffusionsbonden ein präziser Prozess ist, der eine sorgfältige Kontrolle von Temperatur und Druck erfordert, um die effektive Durchdringung von Atomen zwischen zwei metallischen Oberflächen zu gewährleisten. Die spezifischen Temperaturen können variieren, liegen aber in der Regel in einem Bereich, der einen erheblichen Teil des Schmelzpunkts der Werkstoffe ausmacht, so dass die für das Verbinden erforderliche atomare Mobilität gewährleistet ist, ohne dass die Werkstoffe schmelzen.

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