Verbundvorhaben: Sealing Stacks II - Teilprojekt: Prozessentwicklung und mechanische Charakterisierung von Glaslotverbindungen
Zeitraum
2016-12-01 – 2019-11-30
Bewilligte Summe
449.909,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ET6112C
Leistungsplansystematik
Brennstoffzelle - SOFC [EA2254]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)
Förderprogramm
Energie
Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung neuer Glaslotverbindungen für SOFC-Stacks, wobei der wesentliche Fokus auf einfach zu applizierenden, langzeitstabilen Zellfügungen liegt. Eine Herausforderung der Zellfügung liegt in den unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Fügepartner. Als Lösung dieser Herausforderung soll eine zweischichtige Glaskeramik als Fügung entwickelt werden, wobei das IAM-KWT sich der Fragen der Prozessentwicklung und der mechanischen Charakterisierung der Lötverbindung widmet. Am IAM-KWT wird die Umsetzung der Grundgläser zu glaslotbasierten, mechanisch ausreichend robusten Fügungen untersucht werden. Daher sind im Wesentlichen drei Themenschwerpunkte verankert: Pastenentwicklung, Prozessentwicklung zum Siebdruck gradierter Schichten sowie die Charakterisierung des Fügebereichs, was neben mikrostrukturellen Aspekten auch mechanische Eigenschaften einschließt. Innerhalb der Prozessentwicklung für den Lötprozess sind das Siebdruckverfahren, die Eingangsparameter für den Lötprozess und die nachgeschaltete Analytik hinterlegt. Außerdem wird hier der Themenkomplex 'gradiertes Glaslot' entwickelt und untersucht. Augenmerk wird dabei auf die Vorgänge beim Löten, das Temperatur- und Druckzeitprofil und die damit einhergehende Mikrostrukturentwicklung in der Fügezone gelegt. Bei der Charakterisierung der Verbundfestigkeit werden Fragen zum Bruchverhalten innerhalb des gradierten Lots bzw. entlang der Grenzflächen Stahl//Lot, Lot//Lot bzw. Lot//Keramik adressiert. Hierfür werden verschiedene Charakterisierungsmethoden, die sich in der Beanspruchungsart unterscheiden, eingesetzt und untersucht. Untersuchungen zum Verhalten bei Betriebstemperatur bzw. nach simulierter längerer Betriebsdauer runden dieses Themengebiet ab.
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