Methodenentwicklung zur quantitativen Bewertung und Vorhersage der Alterung von Klebungen unter [Hoch-] Temperatur-Belastung

IGF-Vorhaben-Nr.: 18.879 N

Laufzeit: 01.01.2017 - 31.03.2019

Forschungseinrichtungen:

Fraunhofer-Institut f. Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM
Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM

Fachgebiete:

KB Werkstoffe, Materialien,
MB Fertigungstechnik, auch: Umformtechnik, Fügetechnik, Oberflächentechnik

GC Elektrotechnik, Elektronik, Elektroniksysteme,
GD Mess- und Regelungstechnik, Sensorik, Mikrosystemtechnik, auch: Automatisierungstechnik

Wirtschaftszweige:

27 Herstellung von elektrischen Ausrüstungen, 26 Herstellung von Datenverarbeitungsgeräten, elektronischen und optischen Erzeugnissen

29 Herstellung von Kraftwagen und Kraftwagenteilen, 63 Informationstechnologie

Vorhabenbeschreibung:

Das Projekt Mature wird einen Beitrag zur analytischen Absicherung der Beständigkeit von Klebungen gegen thermo-oxidativen Abbau leisten und Monitorstrukturen für die dielektrische Analyse zur Alterungsbewertung von Klebstellen bereitstellen. Hauptvorteile der geplanten Herangehensweise besteht darin, dass durch die Nutzung der Chemilumineszenz als wissenschaftlich fundierte Methode zur Bewertung der thermo-oxidativen Materialalterung eine modellbasierte Abschätzung der Alterung bei unterschiedlichen Belastungen möglich ist. Erreicht wird dies durch die Nutzung eines kinetischen Modells, das es erlaubt, für beliebige Belastungsszenarien (Dauer & Temperatur) den Umsatz der thermo-oxidativen Alterung zu berechnen. Hierfür wird marktverfügbare Kinetiksoftware genutzt. Durch Abgleich mit funktionsrelevanten Eigenschaften der Klebung kann ein Zeitpunkt für das Versagen der Klebung ermittelt werden. Dies ist relevant für typische Hochtemperatur-Applikationen wie beim Motormanagement des KFZ oder bei der Prozessüberwachung in der Industrie, aber auch für anspruchsvolle Anwendungen wie der Medizintechnik. Durch die Validierung der Ergebnisse aus der Chemilumineszenz durch begleitende Klebstoff-Analysen mittels dielektrischer Spektroskopie und Praxistests an Referenzklebungen wird die Vorgehensweise abgesichert. Durch die zu entwickelnde Methodik wird die Entwicklung alterungsbeständiger Klebungen beschleunigt und verbessert, so dass innovative Applikationen mit hoher Zuverlässigkeit ermöglicht werden. Hier ist ein wesentlicher Punkt die Möglichkeit zur detaillierten Analyse einer Basis-Klebstoff-Rezeptur hinsichtlich der thermo-oxidativen Alterung und die Nutzung dieser Erkenntnisse zur schnellen Bewertung des Einsatzpotentials von Klebstoffen, die von dieser Basis-Rezeptur abgeleitet sind. Dies ist gerade für die Hersteller kleiner Losgrößen (oft KMUs) von großem wirtschaftlichem Interesse, die so ohne aufwändige Testreihen geeignete Klebstoffe auswählen können.