Das Projekt HotAL - Hochtemperaturoptimierte Al-Bondtechnik für Offshore Anwendungen - widmet sich dem Ziel, Leistungselektronik-Module durch Nutzung innovativer Al-Werkstoffe und Prozessführung für Hochtemperaturanwendungen zu ertüchtigen. Der wesentliche Hebel ist der Einsatz von modifizierten Werkstoffen für den Draht und die nachfolgende Prozessierung zur gezielten Veränderung der Materialeigenschaften. Das Projekt ist in 4 übergeordnete Arbeitspakete aufgeteilt: 1. Definition, 2. Material- und Prozessanpassung, 3. Prozesserprobung, Aufbau von Forschungsdemonstratoren, 4. Analytik Ausfallmechanismen und Lebensdauerprüfung. Das IZM bringt im 1. Arbeitspaket seine Erfahrung bei Material- und Fehleranalytik ein und unterstützt beim Design und der Prozessauswahl für den Forschungsdemonstrator. Im 2. Arbeitspaket führt das IZM Materialanalytik durch metallografische Untersuchungen, FIB-Präparation und REM-Analytik an gezogenen Bonddrahtmustern aus. Zudem wird die Verarbeitbarkeit des neuen Bonddrahtes erforscht. Im 3. Arbeitspaket unterstützt das IZM beim Aufbau funktionaler Demonstratoren. Im 4. Arbeitspaket widmen sich die Arbeiten am IZM der Bestimmung der Lebensdauer bei thermomechanisch induzierter Ermüdung im Drahtinterface durch Active Power Cycling und der Analytik der Fehlermechanismen.
Der Wirkungsgrad von Gasturbinen wird durch die Werkstofftemperaturen heissgasfuehrender Bauteile begrenzt; intermetallische Phasen, (IP)-Werkstoffe auf Basis NiAl-Cr und NiAl-TaCr lassen eine betraechtliche Einsatztemperatur-Erhoehung moeglich erscheinen. Folgende Teilarbeitsschritte werden durchgefuehrt: Erstellung von Eigenschaftsprofilen der von den Verbundpartnern dargestellten IP-Legierungen (mechanische und physische Eigenschaften, Zeitstand-, Warmfestigkeitsbestimmungen, hierzu begleitend Metallographie, Mikroanalyse- Eigenspannungsmessungen und Machbarkeitsstudien: Darstellung von Hitzeschilden (Einzelkomponenten des Innengehaeuses stationaerer Gasturbinen) aus den ausgesuchten Legierungssytemen; nachfolgend (Meilenstein) von Leitschaufeln- Testlauf der Komponenten in Gasturbinen (Prueffeld, Kraftwerk). Schluesselwoerter: Energiewandlung, Gasturbinenbau; intermetallische Phasen NiAl-TaCr, NiAl-Cr, Schmelz-/Pulvermetallurgie, Treibstoffeinsparung, Luftreinhaltung.