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Microstructural analysis of germanium modified tin‐copper brazing filler metals for transient liquid phase bonding of aluminium

Abstract

The present contribution summarises first results that have been achieved with the new brazing material Sn75Cu20Ge5 (wt-%) for transient liquid phase (TLP) bonding of aluminium cast alloy AlSi7Mg0.3 (wt-%). The microstructure of the braze ribbons and the obtained joints have been thoroughly investigated on different length-scales using scanning and transmission electron microscopy as well. Whereas the braze ribbon material is only composed of beta-tin, η-phase (Cu6Sn5) and some germanium rich precipitates, the transient liquid phase joint displays a much more complex microstructure that consist mainly of beta-tin and different aluminium-copper and aluminium-germanium phases. In addition small silicon oxide rods and a hitherto unreported hexagonal aluminium-copper-magnesium-germanium phase with approximated lattice parameters a = 0.7123 nm, c = 2.40 nm have been found in the seam of the joint.

Translation abstract

Der vorliegende Beitrag fasst erste Ergebnisse für das neuentwickelte Lötmaterial Sn75Cu20Ge5 (wt-%) für die transient liquid phase (TLP)-Bindung der Aluminium-Gusslegierung AlSi7Mg0.3 (wt-%) zusammen. Die Mikrostruktur der Lötbänder und die dadurch bedingten Lötstellen wurden auf verschiedenen Längenskalen mittels Raster- und Transmissionselektronenmikroskopie untersucht. Während das Lötbandmaterial lediglich aus Beta-Zinn, η-phase (Cu6Sn5) und einigen germaniumreichen Ausfällungen besteht, zeigen die Transient-liquid-phase-Lötstellen sehr viel komplexere Mikrostrukturen, die hauptsächlich aus Beta-Zinn und anderen Aluminium-Kupfer- und Aluminium-Germanium-Phasen aufgebaut sind. Zusätzlich wurden kleine Siliziumoxid-Stäbchen und bisher nicht beschriebene hexagonale Aluminium-Kupfer-Magnesium-Germanium-Phasen mit den ungefähren Gitterparametern a = 0,7123 nm und c = 2,40 nm in den Nähten gefunden.

Autoren:   R. Iskandar, A. Schwedt, J. Mayer, P. Rochala, S. Wiesner, M. Öte, K. Bobzin, T.E. Weirich
Journal:   Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Band:   48
Ausgabe:   12
Jahrgang:   2018
Seiten:   1257
DOI:   10.1002/mawe.201700155
Erscheinungsdatum:   10.01.2018
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