Metallisierte Keramik

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Die Metallisierung für Keramik hat zwei Hauptbestandteile. Sie besteht aus Glas (Mangandisilizid) und Metallpartikeln (Molybdän (Mo) oder Wolfram (W)). Wobei das Glas die Verbindung zur Keramik und die Metallteilchen die Verbindung zur Metallkomponente über das Lot herstellen. Alumina Systems stellt hierfür eine eigene Metallisierungspaste her. Diese wird z.B. mittels Siebdruckverfahren auf die unglasierte Keramik (Schichtstärke min. 5µm) aufgebracht.

Metallisierte Aluminiumoxid-Keramik

Je nach Form der zu metallisierenden Fläche werden auch andere Verfahren wie das Linieren oder Streichen eingesetzt. Anschließend wird die Metallisierung unter Formiergas (90% Stickstoff (N2) und 5% Wasserstoff (H2)) eingebrannt. Das Formiergas schützt dabei die Metallpartikel beim Einbrand vor Oxidation. Es entsteht eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Metallisierung und Keramik.

Vernickeln der Oxidkeramik metallisiert

Für eine ausreichende Benetzbarkeit der Al₂O₃ Metallisierung durch das Lot wird galvanisch oder chemisch (stromlos) eine dünne Nickelschicht (0,5–5 μm) aufgebracht. Alle metallisierten Keramikbauteile werden zu Benetzbarkeit des Lotes vernickelt. Häufig werden auch Keramik-Metall-Baugruppen nach dem Löten vernickelt. Bei Alumina Systems GmbH werden hierfür in der eigenen Galvanik zwei Methoden verwendet.

Chemische Nickel Metallisierung

Diese außenstromlose chemische Vernickelung erzeugt gleichmäßige Schichtdicken, mit hoher Härte, Korrosionsschutz und Verschleißfestigkeit. Es ist für die Vernickelung komplexgeformter Bauteile ohne elektrische Kontaktierung. Die chemische Vernickelung ist eine Beschichtung aus Nickel (Ni) und Phosphor. Da der Phosphor im Vakuum abdampfen kann, wird diese Art der Vernickelung für die Vakuumtechnik nicht empfohlen. Ein Vorteil des Einbaus von Phosphor ist die nachweisliche Reduzierung der ferromagnetischen Eigenschaften der Ni-Schicht. Mit spezifischen Vorbehandlungsmethoden sind neben Stählen und Kupferlegierungen auch Aluminiumlegierungen sowie Keramik und Glas beschichtbar.

Homogene Schichtstärke (5 µm bis 50 µm)
Lötfähig
Matte bis glänzende Oberflächenoptik (je nach Ausgangsoberfläche)
Korrosionsbeständig
Laugenbeständig

Galvanische Nickel Metallisierung

Für die galvanische Nickelabscheidung (elektrolytische Vernickelung) von Reinnickel müssen die Bauteile elektrisch kontaktiert werden. Hierfür müssen individuelle Galvanikgestelle gebaut werden. Die Schicht ist ferromagnetisch. Die Eigenschaften der Ni-Schicht schützen die metallischen Komponenten gegen Korrosion und Verschleiß. Hochglänzende Schichten als auch matte Oberflächen lassen sich durch die entsprechenden Kombinationen herstellen.

Vorteile von galvanischem Vernickeln:

Lötfähig
Korrosionsbeständig
dekorative Optik

Metallisierte technische Keramik vergolden

Als Oxidationsschutz oder für die Bondbarkeit mittels Aluminium Dünn- oder Dickdraht kann Alumina Systems in der eigenen Galvanik eine zusätzliche dünne Goldschicht im ENIG-Verfahren (Electroless Nickel/ Immersion Gold) aufbringen. Die metallisierte Keramik kann durch Hartlöten und auch Weichlöten verbunden werden.

Bei der ENIG-Vergoldung (Electroless Nickel/ Immersion Gold) kann nur eine dünne Schicht von 100 nm bis 200 nm abgeschieden werden. Sie dient dem Schutz des darunter liegenden Nickelschicht gegen Oxidation und gewährleistet die sehr gute Lötfähigkeit sowie Ultraschall-Bondbarkeit mit Aluminiumdraht. Alumina Systems kann diese Goldschicht durch eine Austauschreaktion auf den zuvor vernickelten Bauteilen in der eigenen Galvanik aufbringen.