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Schäden an CMCs

Charakteristik

CMCs stellen ein nicht zu unterschätzendes Problempotential dar, weil die monolithischen, geschichteten Keramiken sehr empfindlich auf thermischen und mechanischen Stress reagieren.

Beschreibung:
Typische, von außen sichtbare Risserscheinung, die aufgrund zu steiler Temperaturgradienten im Lötprozess auftritt. Auch mechanische Belastungen nach dem Lötprozess, basierend auf unterschiedliche Temperaturausdehnungskoeffizienten zwischen Bauelement und Basismaterial, beschädigen die Bauelemente. Mechanische Belastungen der Baugruppe (Verbiegungen, Tordierungen) beim Trennen der Baugruppen aus dem Nutzen haben erheblichen Einfluss auf die Schädigungen.

Ursachen/Abhilfe:
  • Bauelementequalität ungenügend
  • Prozessparameter mangelhaft (zu Schnelle Erwärmung / Abkühlung)
  • mechanische Vorschädigung der Keramik


Bildquelle: visuelle, optische Inspektion, Übersichtsphoto
Risserscheinung an CMC

Beschreibung:
Neben den typischen Risserscheinungen in den Keramikkörpern zeigen sich auch Ablösungen der Anschlussmetallisierungen. Diese basieren in erster Linie auf Fabrikationsfehlern der Bauelementehersteller, in zweiter Linie auf ungenügenden Prozessparametern im Wellenlötprozess (Ablegierungen bei zu großer Lötkontaktzeit). Nicht tolerierbarer Fehler.

Ursachen/Abhilfe:
  • Bauelementequalität ungenügend
  • Prozessparameter mangelhaft (zu Schnelle Erwärmung / Abkühlung)
  • mechanische Vorschädigung der Keramik


Bildquelle: visuelle, optische Inspektion, Übersichtsphoto
Riss und Ablösung der Anschlussmetallisierung an einem CMC

Beschreibung:
Gut erkennbarer Riss in der Bauelementekeramik. Gleicher Zusammenhang wie ganz oben beschrieben.

Ursachen/Abhilfe:
  • Bauelementequalität ungenügend
  • Prozessparameter mangelhaft (zu Schnelle Erwärmung / Abkühlung)
  • mechanische Vorschädigung der Keramik


Bildquelle: visuelle, optische Inspektion, Übersichtsphoto
Riss in Keramik bei CMC

Beschreibung:
Aufgrund thermischen Stresses platzte dieser CMC komplett von der Baugruppe weg. Es kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass dieses Bauelement schon vor dem Lötprozess mechanisch vorgeschädigt worden war. Nacharbeit zwingend erforderlich.

Ursachen/Abhilfe:
  • Bauelementequalität ungenügend
  • Prozessparameter mangelhaft (zu Schnelle Erwärmung / Abkühlung)
  • mechanische Vorschädigung der Keramik


Bildquelle: REM
geplatzter CMC
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