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This work presents mechanical and metallographic investigations in the Sn/Bi/In ternary solder system for self-healing applications. The study starts with a detailed analysis of the ternary system under application of the CALPHAD method to scan the composition range of solders for desired microstructural properties related to the distinct environment in microelectronic devices. The solder alloy Sn37Bi4In is chosen due to its pursuant mechanical and microstructural properties complemented with heat-triggered healing effects at low temperatures. An extended investigation on the influence of temperature and alloying elements, including long-term stability tests above the solidus temperature, evaluates the evolution of microstructure and mechanical performance. To determine whether the Sn37Bi4In solder, as a representative for the ternary system, can be healed at application-typical temperatures, dog bone-shaped specimens are mold, machined, and plastically damaged during tension-compression cycling (loading protocol). In the subsequent healing step, the effect of liquid-assisted healing with different liquid phase fractions is utilized. In the evaluation process, the mechanical performance of beforehand fatigued samples and the healed samples is assessed by stress-strain curves of tensile tests and converted into significant materials parameters for further evaluation.

Das Korrosionsverhalten der zwei Werkstoffe Alloy 800HT und P9 Stahl wurde unter einer bestimmten Gasatmosph��re untersucht. Das Pr��fgas bestand aus 3.8 vol.% HCl, 2.8 vol.% H2, 1.9 vol.% CO2, 0.3 vol.% CO, 0.02 vol.% H2S mit N2 als Tr��gergas. Diese Zusammensetzung sollte die Bedingungen in der Gasatmosph��re einer Thermischen Cracking Anlage f��r anthropogene Ressourcen nachstellen. Zus��tzlich wurden Versuche ohne HCl durchgef��hrt, um den Einfluss des Chlorwasserstoffes bei der Hochtemperaturkorrosion in Mischgasen zu ermitteln. Die Versuche wurden bei den drei unterschiedlichen Temperaturen 480 ��C, 580 ��C und 680 ��C durchgef��hrt. Au��erdem gab es drei Testzeiten von 24, 72 und 240 Stunden, um Informationen bez��glich der Zeitabh��ngigkeit des Korrosionsmechanismus zu erhalten. Nach den Experimenten waren alle Proben mit einer Schicht fester Korrosionsr��ckst��nde umgeben. Um die Mikrostruktur dieser Korrosionsschichten zu ermitteln, wurden REM (Rasterelektronenmikroskopie) / EDX (energiedispersive R��ntgenspektroskopie) Analysen durchgef��hrt. Als zus��tzliche Analysemethode f��r einzelne Korrosionsr��ckst��nde wurden XRD (R��ntgendiffraktometrie) Messungen durchgef��hrt. Weiteres wurde der Masseverlust pro Oberfl��che f��r alle Proben berechnet. Die zwei Werkstoffe zeigten unterschiedliche Ergebnisse des Korrosionsverhaltens. Der niedrig legierte P9 Stahl zeigte einen steigenden Masseverlust bei Erh��hung der Temperatur. Der Werkstoff Alloy 800HT, welcher auch als sehr korrosionsbest��ndig eingestuft wird, hatte einen vergleichsweise geringen Masseverlust, mit Ausnahme der niedrigsten Temperatur. Hier kam es aufgrund von Sulfidierung des Nickels zu einer leichten Erh��hung des Masseverlustes. Typischerweise bestand die Korrosionsschicht aus ��u��eren Sulfidkristallen, gefolgt von einer por��sen Oxid-/Chlorid-Zunderschicht und einer darunterliegenden Materialverarmung., The corrosion behaviour of Alloy 800HT and P9 steel was investigated in atmospheres mimicking the thermal cracking process of anthropogenic resources. The testing gas consisted of 3.8 vol.% HCl, 2.8 vol.% H2, 1.9 vol.% CO2, 0.3 vol.% CO, 0.02 vol.% H2S and N2 as balance. Additionally, experiments without HCl as corrosive component were performed to get more information about the influence of HCl on the high-temperature corrosion of the samples in mixed-gas atmospheres. The tests were performed between 24, 72 and 240 hours at 480 ��C, 580 ��C and 680 ��C, respectively. All samples showed solid corrosion products on their surfaces. Selected specimens were cold mounted to analyse the microstructure of the corrosion layers. SEM (scanning electron microscopy) / EDX (energy-dispersive X-ray spectroscopy) were used as complementary analytical methods for investigation of the corrosion process. Additionally XRD (X-ray powder diffraction) analyses of single corrosion products were made. Mass loss determinations for every specimen were performed as well. The P9 steel showed an increasing mass loss with rising temperature, whereas alloy 800HT was quite resistant against HCl attack; only at lower temperatures the sulfidation of nickel led to an increase of the mass loss. The corrosion layers on the samples typically consisted of sulfide crystals on the outer layer, followed by an oxide/chloride scale with material depletion beneath it.