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000794983 245__ $$aInvestigation of the mechanical properties of a connector - silver - enamel - float glass composite$$cvorgelegt von M.Sc Emmanuel Walch$$honline
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000794983 502__ $$aDissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2020$$bDissertation$$cRheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen$$d2020$$gFak05$$o2020-07-28
000794983 5203_ $$aBeheizte Heckscheiben bestehen aus Kalknatronsilikatglas, dicken Schichten aus Emaille und Silber, sowie mehreren bleifrei gelöteten Anschlüssen. Die Herausforderung bei dieser Verbundstruktur sind die signifikanten sukzessiven Verschlechterungen der anfänglichen Glasfestigkeit durch nachträgliches Auftragen von Schichten und Anschlüssen. REM-Frakturanalysen, die auf der Verbundstruktur durchgeführt wurden, haben ergeben, dass die Fraktur ihren Ursprung in der Schmelzschicht und insbesondere in dem Bereich nahe der Grenzfläche mit dem gesinterten Silber hat. Die Kalknatronsilikatgläser und die Emailglasfritte weisen vergleichbare Werte auf, während die Bruchzähigkeit von gesintertem Silber um eine Größenordnung höher liegt. Die kritischsten Defekte der Struktur befinden sich in der Emaille aufgrund ihrer relativen Größe und der brüchigen Beschaffenheit dieser Schicht. Darüber hinaus ist die Druckeigenspannung im Emaillefilm geringer als an der Oberfläche des Glassubstrats. Schließlich überträgt das Löten der Anschlüsse Zugspannungen auf die spröden Teile der Verbundstruktur. Die Zugspannung konzentriert sich in den in der Emaille enthalten Porositäten und begünstigt die Ausbreitung von Rissen, was wiederum die mechanische Festigkeit der Verbundstruktur drastisch verringert. Bei hohen Zugbelastungen können sich von im Schmelz vorhandenen, kritischen Defekten ausgehend ein oder mehrere Risse vergrößern und sich auf das Glassubstrat ausbreiten, wodurch Sprünge im Glas entstehen. Die Bildung und das Wachstum großer Sprünge kann zu einem spontanen Bruch der Heckscheibe führen. Der Lötprozess hat unter den Prozessparametern den größten Einfluss auf die mechanische Festigkeit der Verbundstruktur. Die Robustheit der Heckscheibe kann durch die Verringerung von Anzahl und Größe der Porositäten in der Emailschicht und durch die Optimierung der Eigenspannung in der Verbundstruktur erhöht werden.$$lger
000794983 520__ $$aHeated automotive backlights are composed of the soda-lime-silicates glass substrate, the enamel and silver thick films, and several lead-free soldered connectors. The challenges faced with this composite stack are significant cumulated degradations of the initial glass strengths by the subsequent addition of layers and connectors. SEM fractographic analyses undertaken on the composite stack have revealed that fracture originates in the enamel layer and more precisely the region near the interface with sintered silver. The soda-lime silicate glass and enamel glass frit were found to have comparable values while the fracture toughness of sintered silver has been found to be one order of magnitude higher. The most critical defects of the stack are located in the enamel, due to their relatively large size, and the fragile nature of this layer. Additionally, the amount of compressive residual stress in the enamel film is lower compared to the surface of the tempered glass substrate. Finally, the soldering of the connector transfers tensile stresses in the brittle part of the stack. Therefore, tensile stresses are applied to the porosities present in the enamel. Theses porosities act as stress concentrators, facilitating the propagation of cracks which in turn decreases drastically the mechanical strength of the composite stack. In the case of high tensile soldering stresses, several cracks can propagate in the enamel from pre-existing critical defects and propagates to the glass, leading to the formation of glass chipping in the glass substrate. The formation and growth of large glass chips can lead to spontaneous breakage of the backlights. The soldering process has the highest influences, among the process parameter, onto the mechanical strength of the composite stack. The robustness of the automotive backlight can be increased by reducing the amount and size of porosities in the enamel layer and by optimizing the residual stresses in the stack.$$leng
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