gesponsertPulverglas Pulverglas richtig auswählen: Warum die Anwendung den Ausschlag gibt

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Nippon Electric Glass Co., Ltd.

Verbinden und Isolieren in Druck- und Durchflusssensoren, Abdichten in hermetischen Durchführungen sowie Beschichten und Schützen in Chipbauelementen: Jede dieser Aufgaben stellt andere Anforderungen an Pulverglas. Die Lösung kann eine auf die jeweilige Anwendung abgestimmte Zusammensetzung des Pulvers sein. 

Die Materialanforderungen unterscheiden sich von Anwendung zu Anwendung. Neue Materialien oder Verfahren können nicht nur bei der Entwicklung eines neuen Produkts nötig werden. Das gilt auch dann, wenn sich die Einsatzbedingungen ändern, Kunden neue Spezifikationen verlangen oder Fertigungsprozesse unerwartete Ergebnisse liefern.

Ein Produkt muss möglicherweise bei höheren Temperaturen arbeiten. Hermetische Dichtheit oder elektrische Isolation können erforderlich werden. Eine veränderte Bauteilgeometrie oder ein veränderter Fertigungsprozess kann dazu führen, dass sich die bisherige Materialform nur schwer verwenden lässt. In der Praxis treten Anforderungen jedoch selten isoliert auf. Einsatzumgebung, Verarbeitungstemperatur, Materialkombinationen, Bauteilgeometrie, Fertigungsprozesse und geforderte Funktionen können alle eine Rolle spielen. Ein Material, das eine Anforderung erfüllt, ist daher nicht zwangsläufig für die gesamte Anwendung geeignet.

Die Materialleistung allein bestimmt nicht die Eignung für die Anwendung

Bei Produkten, die bei hohen Temperaturen eingesetzt werden, ist die Hitzebeständigkeit des Verbindungsmaterials wichtig. Die nach der Montage erforderliche Einsatztemperatur und die während der Fertigung zulässige Verarbeitungstemperatur sind jedoch unterschiedliche Bedingungen. Ein Material kann die erforderliche Hitzebeständigkeit bieten und sich dennoch schwer einsetzen lassen, wenn die Verarbeitungstemperatur die Grenzen der umgebenden Bauteile oder der bestehenden Fertigungsprozesse überschreitet.

Dasselbe gilt für die hermetische Dichtheit. Sie hängt nicht nur vom Dichtungsmaterial selbst ab, sondern auch von den zu verbindenden Materialien, der Grenzfläche, der Bauteilgeometrie, den Verarbeitungsbedingungen und dem Zustand nach der Verarbeitung. Werden unterschiedliche Materialien kombiniert, ist außerdem der Wärmeausdehnungskoeffizient wichtig, der zur Anwendung und zur Materialkonfiguration passen muss.

Auch die Materialform beeinflusst die Eignung für die Anwendung. Selbst ein Material mit passenden Eigenschaften kann schwer zu verwenden sein, wenn sich die benötigte Menge nicht präzise platzieren lässt, wenn die Bauteilgeometrie schwer zu berücksichtigen ist oder wenn sich das Material nicht in den bestehenden Prozess integrieren lässt. Bei der Materialauswahl muss man daher nicht nur überlegen, welches Material man verwendet, sondern auch, wie es zugeführt, platziert und verarbeitet wird.

Pulverglas als zusätzliche Materialoption

Müssen mehrere Bedingungen gemeinsam bewertet werden, kann Pulverglas eine Option sein, die bisher nicht in Betracht gezogen wurde. Pulverglas ist Glas, das zu feinen Partikeln verarbeitet wurde. Je nach Anwendung kann es unterschiedliche Aufgaben übernehmen. Dazu zählen Abdichten und Verbinden, Beschichten und Schützen, Passivierung, elektrische Isolation, der Einsatz als Additiv und der Einsatz als Sinterhilfsmittel. Pulverglas ist nicht für jede Anwendung geeignet. Sein Potenzial muss in Bezug auf Materialkonfiguration, Verarbeitungsbedingungen, Einsatzumgebung, Bauteilgeometrie und geforderte Funktionen geprüft werden.

Nippon Electric Glass (NEG) prüft zunächst die Anwendung und das Ziel des Kunden und ermittelt dann die entscheidenden Bedingungen. Auf dieser Grundlage bewerten wir geeignete Kandidaten aus unserem über Jahre aufgebauten Spektrum an Glaszusammensetzungen. Zusammensetzungen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten und Verarbeitungstemperaturen werden im Hinblick auf die zu kombinierenden Materialien und die geforderten Funktionen betrachtet. Sind bestehende Zusammensetzungen nicht geeignet, kann auch eine Anpassung oder Neuentwicklung in Betracht gezogen werden.

Gleichzeitig werden Lieferformen wie Pulver, Granulat, Paste und Glas-Preforms passend zu Anwendung, Bauteilgeometrie, Platzierungsmethode, benötigter Menge und Fertigungsprozess betrachtet. Die Lieferform wird nicht erst ausgewählt, nachdem die Zusammensetzung feststeht. Sie wird zusammen mit der Zusammensetzung als Teil eines praxisgerechten Vorschlags für die Anwendung betrachtet.

 

Unterschiedliche Anwendungen stellen unterschiedliche Anforderungen an Pulverglas

Wenn sich die Anwendung ändert, ändern sich auch die Bedingungen und Aufgaben, die Pulverglas erfüllen muss. In Druck- und Durchflusssensoren kann Pulverglas dazu dienen, Messelemente mit Metallteilen zu verbinden und elektrisch zu isolieren. In hermetischen Durchführungen und Steckverbindern können gleichzeitig Abdichtung und elektrische Isolation gefordert sein. In einer Reihe von Chipbauelementen kann Pulverglas unterschiedliche Aufgaben übernehmen, darunter Beschichtung, Schutz, Zugabe zu leitfähigen Pasten und Einsatz als Sinterhilfsmittel.

Vielleicht haben sich die Einsatzbedingungen geändert, neue Funktionen sind gefragt, bestehende Materialien oder Prozesse reichen nicht mehr aus, oder es werden zusätzliche Materialoptionen benötigt.

Eine Glassorte, eine Lieferform oder eine vollständige Spezifikation muss vor der ersten Anfrage nicht festgelegt sein. Kunden können ihre geplante Anwendung und ihre Ziele darlegen, damit wir gemeinsam prüfen, ob Pulverglas eine praktikable Option sein könnte.

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