DE112015003499T5 - Laser metal working of reflective metals using a flux - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Laserbearbeitung reflektierender Metalle. Ein reflektierendes Metall (2) wird durch Anwenden eines Laserstahls (6) an einer Flussmittelschicht (4) in Kontakt mit dem reflektierenden Metall erwärmt, wobei das Flussmittel eine pulverförmige Flussmittelzusammensetzung ist. Der Laserstrahl (38) kann an einer pulverförmigen Flussmittelzusammensetzung (36) so angewendet werden, dass thermische Energie, die vom Laserstrahl absorbiert wird, auf ein Füllmaterial (32) aus reflektierendem Metall übertragen wird, das auf einem Auflagematerial (30) liegt, und die pulverförmige Flussmittelzusammensetzung und das Füllmaterial aus reflektierendem Metall schmelzen, um einen Schmelzpool (40) zu bilden, der sich verfestigt, um eine Metallschicht (42) zu bilden, die von einer Schlackenschicht (44) bedeckt ist.Method for laser processing of reflective metals. A reflective metal (2) is heated by applying a laser beam (6) to a flux layer (4) in contact with the reflective metal, the flux being a powdered flux composition. The laser beam (38) may be applied to a powdered flux composition (36) such that thermal energy absorbed by the laser beam is transmitted to a refractory metal filler material (32) resting on a lay-up material (30) and powdered flux composition and the reflective metal filler melt to form a molten pool (40) which solidifies to form a metal layer (42) covered by a slag layer (44).

Description

Diese Anmeldung ist eine Teilfortsetzung der US Anmeldung Nummer 14/341,888 (Aktenzeichen des Anwalts 2013P12177US01), die am 28. Juli 2014 eingereicht wurde und den Vorteil des Einreichdatums vom 29 Juli 2013 der vorläufigen US Anmeldung Nummer 61/859,317 (Aktenzeichen des Anwalts 2013P12177US) beansprucht, die beide hier zum Zwecke der Bezugnahme aufgenommen sind.This application is a continuation-in-part of US Application Number 14 / 341,888 (Attorney's Docket No. 2013P12177US01), filed on Jul. 28, 2014, taking advantage of the filing date of July 29, 2013 US Provisional Application No. 61 / 859,317 (Attorney's License 2013P12177US) both of which are incorporated herein for purposes of reference.

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Diese Anmeldung betrifft Materialtechnologie im Allgemeinen und insbesondere eine Laserbearbeitung von Metallen wie Kupfer, Aluminium und Silber, die lichtreflektierend sind und daher durch gewisse Laserfrequenzen nicht sofort geschmolzen werden.This application relates generally to materials technology, and more particularly to laser processing of metals such as copper, aluminum and silver which are light reflecting and therefore are not immediately melted by certain laser frequencies.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Die Verwendung von Energiestrahlen als Wärmequelle zum Schweißen ist allgemein bekannt. Die Wirksamkeit von Lasern als Wärmequelle kann jedoch manchmal durch die optischen Eigenschaften des Materials begrenzt sein. Während eisenhaltige Metalle Licht leicht innerhalb eines weiten Bereichs von Wellenlängen absorbieren, die in derzeitigen Laserschweißtechniken eingesetzt werden, erfordern stärker reflektierende Metalle wie Kupfer, Aluminium und Silber häufig die Verwendung spezieller Laser, um eine Laserbearbeitung zu ermöglichen. The use of energy rays as a heat source for welding is well known. However, the effectiveness of lasers as a heat source can sometimes be limited by the optical properties of the material. While ferrous metals readily absorb light within a wide range of wavelengths used in current laser welding techniques, more reflective metals such as copper, aluminum and silver often require the use of special lasers to facilitate laser processing.

Dieses Problem ist in 1 dargestellt, die den optischen Absorptionsgrad gegenüber einer Photonenwellenlänge für eine Reihe häufig vorkommender Metalle zeigt. Wie in den Kurven 8 und 10 dargestellt, absorbieren Eisen und Stahl leicht Photonen, die von einer Reihe gewöhnlich verwendeter Laserquellen ausgestrahlt werden, einschließlich 503 nm "grüne" Nd:YAG-Laser 12, 1,06 µm Nd:YAG-Laser 14, 5,4 µm CO-Laser 16 und 10,6 µm CO₂-Laser 18. Die Absorptionsgradkurven für die Metalle Silber 2, Kupfer 4 und Aluminium 6 zeigen jedoch, dass diese Metalle Photonen mit Wellenlängen von mehr als etwa 1 µm nicht signifikant absorbieren. This problem is in 1 which shows the optical absorbance versus a photon wavelength for a number of common metals. As in the curves 8th and 10 As shown, iron and steel readily absorb photons emitted from a series of commonly used laser sources, including 503 nm "green" Nd: YAG lasers 12 , 1.06 μm Nd: YAG laser 14 , 5.4 μm CO laser 16 and 10.6 μm CO ₂ laser 18 , The absorption curves for the metals silver 2 , Copper 4 and aluminum 6 show, however, that these metals do not significantly absorb photons with wavelengths greater than about 1 μm.

Wie in der Kurve für Silber 2 dargestellt, absorbiert dieses Metall nur einen kleinen Bruchteil von Licht, das von einem "grünen" Nd:YAG-Laser 12 (503 nm) ausgestrahlt wird. Dies ist eine sehr ernsthafte Einschränkung bezüglich der Verwendung einer Lasererwärmung zur Bearbeitung von Silber, da "grüne" Nd:YAG-Laser nur einen Bruchteil der Energie abgeben können, die bei Verwendung von Lasern höherer Frequenz, wie CO-Lasern 16 und CO₂-Lasern 18, zur Verfügung steht. Die Kurve für Kupfer 4 zeigt, dass dieses Metall Licht, das von einem "grünen" Nd:YAG-Laser 12 (503 nm) ausgestrahlt wird, leicht absorbiert, aber 1,06 µm Nd:YAG-Laser 14 schlecht absorbiert und Licht von den stärkeren CO- und CO₂-Lasern 16, 18 fast vollständig reflektiert. Die Kurve für Aluminium 6 zeigt, dass dieses Metall nur mäßige Lichtmengen von 503 nm "grünen" Nd:YAG- und 1,06 µm Nd:YAG-Lasern absorbiert. As in the curve for silver 2 As shown, this metal absorbs only a small fraction of light from a "green" Nd: YAG laser 12 (503 nm) is emitted. This is a very serious limitation on the use of laser heating to process silver since "green" Nd: YAG lasers can only emit a fraction of the energy used when using higher frequency lasers such as CO lasers 16 and CO ₂ lasers 18 , is available. The curve for copper 4 shows that this metal light is that of a "green" Nd: YAG laser 12 (503 nm), slightly absorbed, but 1.06 μm Nd: YAG laser 14 poorly absorbed and light from the stronger CO and CO ₂ lasers 16 . 18 almost completely reflected. The curve for aluminum 6 shows that this metal absorbs only moderate amounts of light from 503 nm "green" Nd: YAG and 1.06 μm Nd: YAG lasers.

Kupfer ist aus mehreren Gründen ein besonders herausforderndes Metall in der Bearbeitung mit Lasererwärmung. Erstens, wie oben erklärt, absorbiert Kupfer nur Photonen von "grünen" Nd:YAG-Lasern 12, die weitaus schwächer als höherfrequente Quellen wie die CO- und CO₂-Laser 16, 18 sind. Dies begrenzt den Oberflächenbereich und die Dicke von Kupfermaterialien, die mit Lasererwärmung bearbeitet werden können, deutlich. Ein zweites, damit in Zusammenhang stehendes Problem bei Kupfer ist, dass dieses Metall eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, sodass eine Laserbearbeitung hohe Energiewerte erfordert, die mit "grünen" Nd:YAG-Lasern 12 schwierig (und manchmal unmöglich) zu erreichen sind. Ein weiteres Problem ist, dass Kupfer im geschmolzenen Zustand im Vergleich zu anderen Metallen eine sehr geringe Viskosität hat. Daher weisen Kupfermaterialien, die mit Laserschmelzen und -verfestigen bearbeitet werden, wegen Turbulenz und Unregelmäßigkeiten im Zwischenschmelzpool häufig mechanische Mängel auf. Copper is a particularly challenging metal in laser-heated processing for several reasons. First, as explained above, copper only absorbs photons from "green" Nd: YAG lasers 12 far weaker than higher frequency sources such as the CO and CO ₂ lasers 16 . 18 are. This significantly limits the surface area and thickness of copper materials that can be processed with laser heating. A second related problem with copper is that this metal has high thermal conductivity, so laser processing requires high energy levels with "green" Nd: YAG lasers 12 difficult (and sometimes impossible) to reach. Another problem is that copper in the molten state has a very low viscosity compared to other metals. Therefore, copper materials processed by laser melting and solidification often have mechanical defects due to turbulence and discontinuities in the intermediate melt pool.

Indessen steigt der industrielle Bedarf an komplexen Komponenten, die aus reflektierenden Metallen wie Kupfer, Aluminium und Silber bestehen, ständig, da diese Materialien häufig integrale Komponenten von elektrischen und mechanischen Vorrichtungen zunehmend geringerer Größe sind.However, the industrial demand for complex components consisting of reflective metals such as copper, aluminum and silver is constantly increasing, as these materials are often integral components of electrical and mechanical devices of increasingly smaller size.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

In der folgenden Beschreibung wird die Erfindung anhand der Zeichnungen erklärt, die Folgendes zeigen: In the following description, the invention will be explained with reference to the drawings, which show the following:

1 ist ein Diagramm, das den Photonenabsorptionsgrad gegenüber der Wellenlänge für eine Reihe verschiedener Metalle zeigt. 1 Figure 12 is a graph showing the photon absorption versus wavelength for a variety of metals.

2 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in welcher die Oberfläche eines reflektierenden Metallsubstrats durch Anwenden eines Laserstrahls an einer pulverförmigen Flussmittelschicht geschmolzen wird. 2 shows an embodiment of the present invention in which the surface of a reflective metal substrate is melted by applying a laser beam to a powdered flux layer.

3 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in welcher ein Füllmittelmaterial, das ein reflektierendes Metall enthält, durch Anwenden eines Laserstrahls an einer pulverförmigen Flussmittelschicht geschmolzen wird. 3 shows another embodiment of the present invention in which a filler material containing a reflective metal is melted by applying a laser beam to a powdered flux layer.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Die gegenwärtigen Erfinder haben erkannt, dass ein Bedarf besteht, Verfahren und Materialien zu entdecken, die eine Laserbearbeitung reflektierender Metalle unter Verwendung einer größeren Vielzahl von Laserquellen ermöglichen, als zuvor möglich war. Ideale Verfahren und Materialien würden ein Erwärmen von Metallen wie Kupfer, Aluminium und Silber mit Laserenergie und eine Bearbeitung auf hoch steuerbare Weise unter Verwendung sowohl von Lasern geringerer Leistung (z.B. 503 nm und 1,06 μm Nd:YAG-Laser) als auch Lasern höherer Leistung (z.B. 1,06 μm Ytterbiumfaser, 5,4 μm CO- und 10,6 μm CO₂-Laser) ermöglichen, um Metallprodukte zu bilden, die weniger chemische und mechanische Mängel aufweisen. Solche Verfahren und Materialien würden vorzugsweise eine Laserbearbeitung reflektierender Metalle unter atmosphärischen Bedingungen erlauben, die eine Herstellung sowohl im kleinen als auch großen Maßstab und eine Reparatur metallischer Komponenten mit raffinierten Strukturmerkmalen ermöglichen. The present inventors have recognized that there is a need to discover methods and materials that enable laser processing of reflective metals using a wider variety of laser sources than previously possible. Ideal methods and materials would be to heat metals such as copper, aluminum, and silver with laser energy and to work in a highly controllable manner using both lower power lasers (eg, 503 nm and 1.06 μm Nd: YAG lasers) as well as higher lasers Performance (eg, 1.06 μm ytterbium fiber, 5.4 μm CO and 10.6 μm CO ₂ lasers) to form metal products that have less chemical and mechanical defects. Such methods and materials would preferably permit laser processing of reflective metals under atmospheric conditions which would permit both small and large scale fabrication and repair of metallic components with sophisticated structural features.

Der Begriff "reflektierende Metalle" wird hier in einem allgemeinen Sinn zur Beschreibung von Metallen (z.B. Kupfer, Aluminium und Silber) verwendet, die eine geringe Absorption von Photonen aufweisen (z.B. mit einem Absorptionsgrad von weniger als 10% bei der Frequenz der Photonen), die von Hochleistungs-Laserquellen ausgestrahlt werden, die Energie bei 1 μm oder mehr ausstrahlen, wie 1,06 μm Ytterbiumfaser, 5,4 μm CO-Laser und 10,6 μm CO₂ Laser. Der Begriff "Metall" wird hier in einem allgemeinen Sinn zur Beschreibung reiner Metalle sowie Legierungen von Metallen verwendet. The term "reflective metals" is used herein in a general sense to describe metals (eg, copper, aluminum and silver) that have low absorption of photons (eg, with an absorbance of less than 10% at the frequency of the photons), emitted by high-power laser sources emitting energy at 1 μm or more, such as 1.06 μm ytterbium fiber, 5.4 μm CO laser and 10.6 μm CO ₂ laser. The term "metal" is used herein in a general sense to describe pure metals and alloys of metals.

2 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, in welcher ein Laserstrahl 6 an einer Schicht 4 aus einer Flussmittelzusammensetzung angewendet wird, die auf der Oberfläche eines reflektierenden Metallsubstrats 2 gelegen ist. Der Laserstrahl könnte zum Beispiel von einer CO₂-Laserquelle (10,6 μm) ausgestrahlt werden, von welcher aufgrund des hohen Reflexionsgrades des reflektierenden Metalls nicht erwartet würde, dass sie das reflektierende Metallsubstrat 2 effizient erwärmt. In der Ausführungsform von 2 führt jedoch die Verwendung der Schicht 4 der Flussmittelzusammensetzung zu einem relativ raschen und kontrollierbaren Schmelzen sowohl der Flussmittelschicht 4 als auch eines oberen Teils des reflektierenden Metallsubstrats 2, um einen Schmelzpool 8 zu bilden, der geschmolzene Elemente sowohl aus dem reflektierenden Metall als auch der Flussmittelzusammensetzung enthält. Nach dem Schmelzen mit dem Laserstrahl 6 wird der Schmelzpool dann abkühlen gelassen, um eine daraus resultierende Metallschicht 10 zu bilden, die von der Schlackenschicht 12 bedeckt ist. 2 shows an embodiment of the present disclosure in which a laser beam 6 on a layer 4 is applied from a flux composition that is on the surface of a reflective metal substrate 2 is located. The laser beam may be emitted for example from a CO ₂ laser (10.6 microns), from which would not be expected due to the high reflectance of the reflective metal, to the reflective metal substrate 2 heated efficiently. In the embodiment of 2 However, the use of the layer leads 4 flux composition for a relatively rapid and controllable melting of both the flux layer 4 as well as an upper part of the reflective metal substrate 2 to a melt pool 8th comprising molten elements of both the reflective metal and the flux composition. After melting with the laser beam 6 The melt pool is then allowed to cool to a resulting metal layer 10 to form, from the slag layer 12 is covered.

Der Laserstrahl 6 kann ein kontinuierlicher Laserstrahl, ein gepulster Laserstrahl, ein oder mehrere zirkuläre Laserstrahlen, ein projizierter Laserstrahl (ein-, zwei- oder dreidimensional projiziert), ein integrierter Laserstrahl oder ein Dioden-Laserstrahl sein. Der Laserstrahl 6 kann ein einzelner Laserstrahl oder mehrere Laserstrahlen sein. Geeignete Laserstrahlen 6 enthalten Laser geringerer Leistung (z.B. 503 nm und 1,06 μm Nd:YAG-Laser) und Laser höherer Leistung (z.B. 1,06 μm Ytterbiumfaser, 5,4 μm CO- und 10,6 μm CO₂-Laser). The laser beam 6 may be a continuous laser beam, a pulsed laser beam, one or more circular laser beams, a projected laser beam (one, two, or three-dimensionally projected), an integrated laser beam, or a diode laser beam. The laser beam 6 may be a single laser beam or multiple laser beams. Suitable laser beams 6 include lower power lasers (eg 503 nm and 1.06 μm Nd: YAG lasers) and higher power lasers (eg 1.06 μm ytterbium fiber, 5.4 μm CO and 10.6 μm CO ₂ lasers).

Die Flussmittelschicht 4 und die Schlackenschicht 12 stellen eine Reihe günstiger Funktionen bereit, die den Prozess von 2 ermöglichen und auch die chemischen und mechanischen Eigenschaften der resultierenden Metallschicht 10 verbessern. The flux layer 4 and the slag layer 12 Provide a set of convenient features that complete the process of 2 and also the chemical and mechanical properties of the resulting metal layer 10 improve.

Erstens erhöhen die Flussmittelschicht 4 und die Schlackenschicht 12 den Anteil der Laserenergie erheblich, der auf das reflektierende Metallsubstrat 2 als Wärme abgegeben wird. Diese Erhöhung in der Wärmeabsorption kann aufgrund der Zusammensetzung und/oder Form der Flussmittelschicht 4 erfolgen. Im Sinne der Zusammensetzung kann die Flussmittelschicht 4 so formuliert werden, dass sie wenigstens eine Verbindung enthält, die imstande ist, Laserenergie bei der Wellenlänge des Laserstrahls 6 zu absorbieren. Eine Erhöhung des Anteils der wenigstens einen laserabsorptionsfähigen Verbindung bewirkt eine entsprechende Erhöhung in der Menge an Laserenergie (als Wärme), die auf die Flussmittelschicht 4 aufgebracht wird – was zu einer entsprechenden Erhöhung in der Wärme führt, die auf das reflektierende Metallsubstrat 2 aufgebracht wird (vermutlich über Wärmeleitungsübertragung). Nach dem Schmelzen des Flussmittels zur Bildung einer geschmolzenen Schlackendecke über dem darunterliegenden geschmolzenen Metallsubstrat ersetzt ein vorteilhafter Absorptionsgrad der geschmolzenen Schlacke den schlechteren Absorptionsgrad des relativ reflektierenden Substrats. Ferner könnte die laserabsorptionsfähige Verbindung in einigen Fällen auch exotherm sein, sodass ihre Zersetzung bei Laserbestrahlung zusätzliche Wärme freisetzt. First, increase the flux layer 4 and the slag layer 12 the proportion of laser energy that is significant to the reflective metal substrate 2 is released as heat. This increase in heat absorption may be due to the composition and / or shape of the flux layer 4 respectively. In terms of composition, the flux layer 4 be formulated so that it contains at least one compound capable of laser energy at the wavelength of the laser beam 6 to absorb. An increase in the proportion of the at least one laser-absorptive compound causes a corresponding increase in the amount of laser energy (as heat) applied to the flux layer 4 is applied - which leads to a corresponding increase in the heat, which on the reflective metal substrate 2 is applied (probably via heat transfer). After melting the flux to form a molten slag cover over the underlying molten metal substrate, an advantageous degree of absorption of the molten slag replaces the poorer absorptivity of the relatively reflective substrate. Further, in some cases, the laser-absorptive compound could also be exothermic, such that its degradation upon laser irradiation releases additional heat.

Die Form der Flussmittelzusammensetzung kann auch eine Wirkung auf die Laserabsorption haben, indem ihre Dicke und/oder Partikelgröße geändert wird. Mit zunehmender Dicke der Schicht der Flussmittelschicht 4 nimmt im Allgemeinen die Absorption der Lasererwärmung zu. Ein Erhöhen der Dicke der Flussmittelschicht 4 erhöht auch die Dicke einer daraus resultierenden geschmolzenen Schlackendecke, wodurch die Absorption des Laserstrahls 6 weiter erhöht wird. Die Dicke der Flussmittelschicht 4 in Verfahren der vorliegenden Offenbarung reicht typischerweise von etwa 1 mm bis etwa 15 mm. In einigen Fällen reicht die Dicke von etwa 3 mm bis etwa 12 mm, während in anderen Fällen die Dicke von etwa 5 mm bis etwa 10 mm reicht. The form of the flux composition may also have an effect on laser absorption by changing its thickness and / or particle size. With increasing thickness of the layer of the flux layer 4 generally increases the absorption of laser heating. Increasing the thickness of the flux layer 4 also increases the thickness of a resulting molten slag blanket, thereby reducing the absorption of the laser beam 6 is further increased. The thickness of the flux layer 4 in methods of the present disclosure typically from about 1 mm to about 15 mm. In some cases, the thickness ranges from about 3 mm to about 12 mm, while in other cases the thickness ranges from about 5 mm to about 10 mm.

Ein Verringern der durchschnittlichen Partikelgröße der Flussmittelzusammensetzung in der Flussmittelschicht 4 bewirkt auch eine Zunahme in der Laserenergieabsorption (vermutlich durch erhöhte Photonenstreuung innerhalb des Betts feiner Partikel und eine erhöhte Photonenabsorption durch Interaktion mit einem erhöhten gesamten teilchenförmigen Oberflächenbereich). Während in Hinblick auf die Partikelgröße kommerzielle Flussmittel eine durchschnittliche Partikelgröße von etwa 0,5 mm bis etwa 2 mm (500 bis 2000 Mikrometer) im Durchmesser (oder einer ungefähren Dimension, falls nicht abgerundet) aufweisen, weist die Flussmittelzusammensetzung in einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine durchschnittliche Partikelgröße von etwa 0,005 mm bis etwa 0,10 mm (5 bis 100 Mikrometer) im Durchmesser auf. In einigen Fällen reicht die durchschnittliche Partikelgröße von etwa 0,01 mm bis etwa 5 mm oder von etwa 0,05 mm bis etwa 2 mm. In anderen Fällen reicht die durchschnittliche Partikelgröße von etwa 0,1 mm bis etwa 1 mm im Durchmesser oder von etwa 0,2 mm bis etwa 0,6 mm im Durchmesser. Reducing the average particle size of the flux composition in the flux layer 4 also causes an increase in laser energy absorption (presumably by increased photon scattering within the bed of fine particles and increased photon absorption by interaction with an increased total particulate surface area). While in terms of particle size, commercial fluxes have an average particle size of about 0.5 mm to about 2 mm (500 to 2000 microns) in diameter (or an approximate dimension if not rounded), in some embodiments, the flux composition has the present disclosure an average particle size of about 0.005 mm to about 0.10 mm (5 to 100 microns) in diameter. In some cases, the average particle size ranges from about 0.01 mm to about 5 mm, or from about 0.05 mm to about 2 mm. In other cases, the average particle size ranges from about 0.1 mm to about 1 mm in diameter or from about 0.2 mm to about 0.6 mm in diameter.

Zweitens dienen die Flussmittelschicht 4, gasförmige Produkte der Laserinteraktion mit der Flussmittelschicht 4 und die Schlackenschicht 12 alle zum Abschirmen sowohl der Region des Schmelzpools 8 als auch der verfestigten (aber noch heißen) Metallschicht 10 vor der Atmosphäre sowohl an der Oberfläche des Schmelzpools als auch in der Region, die dem Laserstrahl 6 nachgelagert ist. Die Schlacke schwimmt an die Oberfläche, um das geschmolzene oder heiße Metall von der Atmosphäre zu trennen, und die Flussmittelzusammensetzung kann so formuliert sein, dass sie wenigstens ein Abschirmungsgas wie unten beschrieben erzeugt – wodurch die Verwendung von Inertgasen, abgedichteten Kammern (z.B. Vakuumkammern) und anderen spezialisierter Vorrichtungen zum Ausschluss von Luft vermieden oder minimiert wird. In einigen Ausführungsformen, die ein tieferes Eindringen und höhere Erhitzungswerte erfordern, wird die Flussmittelzusammensetzung so formuliert, dass sie kein Abschirmungsmittel enthält. Dies reduziert oder verhindert die Reaktion reflektierender Metalle wie Aluminium mit möglicherweise reaktionsfähigen Abschirmungsgasen wie Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO₂). solche Ausführungsformen können eine dickere Flussmittelschicht 4 verwenden, so dass die daraus resultierende dickere Schlackenschicht 12 atmosphärische Reaktionspartner wie Sauerstoff und Stickstoff effektiver ausschließt. Second, the flux layer serve 4 , gaseous products of laser interaction with the flux layer 4 and the slag layer 12 all to shield both the region of the melt pool 8th as well as the solidified (but still hot) metal layer 10 in front of the atmosphere both at the surface of the melt pool and in the area surrounding the laser beam 6 is downstream. The slag floats to the surface to separate the molten or hot metal from the atmosphere, and the flux composition can be formulated to produce at least one shield gas as described below - thereby reducing the use of inert gases, sealed chambers (eg, vacuum chambers) and other specialized devices to exclude air are avoided or minimized. In some embodiments requiring deeper penetration and higher heating levels, the flux composition is formulated to contain no shielding agent. This reduces or prevents the reaction of reflective metals such as aluminum with potentially reactive shielding gases such as carbon monoxide (CO) and carbon dioxide (CO ₂ ). Such embodiments may include a thicker flux layer 4 use, so that the resulting thicker layer of slag 12 atmospheric reactants such as oxygen and nitrogen more effectively excludes.

Abschirmungsmittel enthalten Metallkarbonate wie Kalziumkarbonat (CaCO₃), Aluminiumkarbonat (Al₂(CO₃)₃), Dawsonit (NaAl(CO₃)(OH)₂), Dolomit (CaMg(CO₃)₂), Magnesiumkarbonat (MgCO₃), Mangankarbonat (MnCO₃), Kobaltkarbonat (CoCO₃), Nickelkarbonat (NiCO₃), Lanthankarbonat (La₂(CO3)₃) und andere Mittel, von welchen bekannt ist, dass sie Abschirmungs- und/oder reduzierende Gase (z.B. CO, CO₂, H₂) bilden. Shielding agents contain metal carbonates such as calcium carbonate (CaCO ₃ ), aluminum carbonate (Al ₂ (CO ₃ ) ₃ ), dawsonite (NaAl (CO ₃ ) (OH) ₂ ), dolomite (CaMg (CO ₃ ) ₂ ), magnesium carbonate (MgCO ₃ ), manganese carbonate (MnCO _3), cobalt carbonate (CoCO _3), nickel carbonate (NiCO _3), lanthanum carbonate (La ₂ (CO 3) ₃₎ and other means, which are known that they shield and / or reducing gases (such as CO, CO ₂ , H ₂ ) form.

Drittens wirken die geschmolzene Schlackendecke und die Schlackenschicht 12 als Isolierschicht, die erlaubt, dass die daraus resultierende Metallschicht 10 langsam und gleichförmig abkühlt, wodurch Restspannungen verringert werden, die zu Rissen nach dem Schweißen und Rissen, die durch Wiedererwärmung oder Reckalterung entstehen, beitragen können. Eine solche Schlackendecke über und neben der abgeschiedenen Metallschicht 10 kann die Wärmeleitung zum reflektierenden Metallsubstrat 2 weiter verstärken, die in einigen Ausführungsformen eine gerichtete Verfestigung fördern kann, um längliche (einachsige) Körner in der daraus resultierenden Metallschicht 10 zu bilden (siehe z.B. die säulenförmigen Körner 60 in 3). Third, the molten slag blanket and the slag layer act 12 as an insulating layer that allows the resulting metal layer 10 cooling slowly and uniformly, thereby reducing residual stresses that can contribute to cracks after welding and cracks resulting from reheating or strain aging. Such a slag blanket above and next to the deposited metal layer 10 can the heat conduction to the reflective metal substrate 2 further reinforce, which in some embodiments may promote directional solidification to elongated (uniaxial) grains in the resulting metal layer 10 to form (see, for example, the columnar grains 60 in 3 ).

Viertens helfen die geschmolzene Schlackendecke und die Schlackenschicht 12, den Schmelzpool 8 zu formen und zu stützen, um diesen nahe einem gewünschten Höhe/Breite-Verhältnis zu halten (z.B. einem 1/3 Höhe/Breite-Verhältnis). Diese Formkontrolle und Stütze verringern ferner Verfestigungsspannungen, die anderenfalls bei der daraus resultierenden Metallschicht 10 entstehen könnten. Fourth, the molten slag blanket and the slag layer help 12 , the melt pool 8th to shape and support this to keep it near a desired height / width ratio (eg 1/3 height / width ratio). This shape control and support also reduce strain stresses, otherwise in the resulting metal layer 10 could arise.

Fünftens bieten die Flussmittelschicht 4 und die Schlackenschicht 12 eine Reinigungswirkung zur Entfernung von Spurenunreinheiten, die zu schlechteren Eigenschaften beitragen. Eine solche Reinigung kann eine Desoxidation des Schmelzpools 8 enthalten. Da die Flussmittelschicht 4 mit dem reflektierenden Metallsubstrat 2 und mit dem hinzugefügten Füllmittelmaterial in fester oder pulveriger Form (falls verwendet) in engem Kontakt steht, ist sie besonders wirksam in der Erfüllung dieser Funktion. Fifth, provide the flux layer 4 and the slag layer 12 a cleaning action to remove trace impurities that contribute to poorer properties. Such purification may cause deoxidation of the melt pool 8th contain. Because the flux layer 4 with the reflective metal substrate 2 and is in close contact with the added filler material in solid or powder form (if used), it is particularly effective in accomplishing this function.

Einfängermittel (Scavenger) enthalten Metalloxide und -fluoride wie Kalziumoxid (CaO), Kalziumfluorid (CaF₂), Eisenoxid (FeO), Magnesiumoxid (MgO), Manganoxide (MnO, MnO₂), Niobiumoxide (NbO, NbO₂, Nb₂O₅), Titanoxid (TiO₂), Zirkoniumoxid (ZrO₂) und andere Mittel, von welchen bekannt ist, dass sie mit schädlichen Elementen wie Schwefel und Phosphor und Elementen reagieren, von welchen bekannt ist, dass sie Eutektika mit niederem Schmelzpunkt erzeugen, um Nebenprodukte geringer Dichte zu bilden, von welchen erwartet wird, dass sie in eine daraus resultierende Schlackenschicht "schwimmen". Scavengers contain metal oxides and fluorides such as calcium oxide (CaO), calcium fluoride (CaF ₂ ), iron oxide (FeO), magnesium oxide (MgO), manganese oxides (MnO, MnO ₂ ), niobium oxides (NbO, NbO ₂ , Nb ₂ O ₅ ), Titanium oxide (TiO ₂ ), zirconium oxide (ZrO ₂ ) and other agents known to react with harmful elements such as sulfur and phosphorus and elements known to produce lower melting eutectics to by-products low density, which is expected to "float" into a resulting slag layer.

Zusätzlich kann die Flussmittelzusammensetzung der Flussmittelschicht 4 so formuliert werden, dass ein Verlust an verflüchtigten oder reagierten Elementen während der Bearbeitung ausgeglichen wird, oder dass sie aktiv Elemente zur Ablagerung beisteuert, die sonst nicht durch das reflektierende Metallsubstrat 2 bereitgestellt werden. In addition, the flux composition of the flux layer 4 be formulated so as to compensate for loss of volatilized or reacted elements during processing, or to actively contribute elements to the deposit that would otherwise not be absorbed by the reflective metal substrate 2 to be provided.

Vectoring-Mittel enthalten titan-, zirkonium-, bor- und aluminiumhaltige Verbindungen und Materialien wie Titanlegierungen (Ti), Titanoxid (TiO₂), Titanit (CaTiSiO₅), Aluminiumlegierungen (Al), Aluminiumkarbonat (Al₂(CO₃)₃), Dawsonit (NaAl(CO₃)(OH)₂), Boratmineralien (z.B. Kernit, Borax, Ulexit, Colemanit), Nickeltitanlegierungen (z.B. Nitinol), Niobiumoxide (NbO, NbO₂, Nb₂O₅) und andere metallhaltige Verbindungen und Materialien, die zur Ergänzung von geschmolzenen Legierungen mit Elementen verwendet werden. In der Folge sind gewisse Oxometallate beschrieben, die auch als Vectoring-Mittel nützlich sein können. Vectoring agents contain titanium, zirconium, boron and aluminum containing compounds and materials such as titanium alloys (Ti), titanium oxide (TiO ₂ ), titanite (CaTiSiO ₅ ), aluminum alloys (Al), aluminum carbonate (Al ₂ (CO ₃ ) ₃ ) , Dawsonite (NaAl (CO ₃ ) (OH) ₂ ), borate minerals (eg, kernite, borax, uxlex, colemanite), nickel titanium alloys (eg, nitinol), niobium oxides (NbO, NbO ₂ , Nb ₂ O ₅ ), and other metal-containing compounds and materials used to supplement molten alloys with elements. In the following, certain oxometallates are described which may also be useful as vectoring agents.

In einigen Ausführungsformen können zusätzliche Elemente und/oder Partikel auch durch direkte Zugabe in den Schmelzpool 8 bereitgestellt werden. Zum Beispiel beinhaltet eine andere Ausführungsform, die in 2 dargestellt ist, ein direktes Einspritzen von Partikeln 16 in den Schmelzpool 8, indem diese Partikel 16 mit einem Strahlgas 20 wie Helium, Stickstoff oder Argon durch eine Einspritzdüse 18 getrieben werden. In solchen Fällen kann die daraus resultierende Metallschicht 10 die Form einer dispersionsverstärkten Legierung mit verbesserter mechanischer Festigkeit, Abriebbeständigkeit und/oder Korrosionsbeständigkeit relativ zum reflektierenden Metallsubstrat 2 aufweisen. Die Partikel 16 können Verstärkungspartikel wie Metalloxide, Metallkarbide und Metallnitride enthalten. In some embodiments, additional elements and / or particles may also be added by direct addition to the melt pool 8th to be provided. For example, another embodiment incorporated in 2 is shown, a direct injection of particles 16 in the melt pool 8th by putting these particles 16 with a jet gas 20 such as helium, nitrogen or argon through an injector 18 to be driven. In such cases, the resulting metal layer 10 the form of a dispersion strengthened alloy having improved mechanical strength, abrasion resistance and / or corrosion resistance relative to the reflective metal substrate 2 exhibit. The particles 16 may contain reinforcing particles such as metal oxides, metal carbides and metal nitrides.

Alternativ oder zusätzlich können in einigen Ausführungsformen ergänzende Elemente dem Schmelzpool 8 unter Verwendung eines Legierungsbeschickungsmaterials 14 zugegeben werden, wie in 2 dargestellt. Das Beschickungsmaterial 14 kann die Form eines Drahtes oder Streifens aufweisen, der zum Schmelzpool 8 geleitet oder oszilliert wird und durch den Laserstrahl 6 geschmolzen wird, um zum Schmelzpool 8 beizutragen. Das Beschickungsmaterial 14 kann zusätzlich zu den ergänzenden Elementen dieselbe oder eine andere Flussmittelzusammensetzung (z.B. durch einen Fülldraht) wie jene enthalten, die in der Flussmittelschicht 4 enthalten ist. Nach Wunsch kann das Beschickungsmaterial 14 (z.B. elektrisch) vorgewärmt werden, um die Gesamtenergie zu verringern, die vom Laserstrahl 6 benötigt wird. Alternatively or additionally, in some embodiments, additional elements may be added to the melt pool 8th using an alloy feedstock 14 be added as in 2 shown. The feed material 14 may be in the form of a wire or strip that goes to the melt pool 8th is conducted or oscillated and by the laser beam 6 is melted to the melt pool 8th contribute. The feed material 14 For example, in addition to the supplemental elements, it may contain the same or different flux composition (eg, a flux-cored wire) as those contained in the flux layer 4 is included. If desired, the feed material 14 (eg electrically) to reduce the total energy emitted by the laser beam 6 is needed.

3 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, in welcher ein Laserstrahl 38 an einer Flussmittelschicht 36 angewendet wird, die über einem pulverförmigen Füllmittelmaterial 32 gelegen ist (und dieses teilweise oder vollständig bedeckt), das auf einer Oberfläche eines Auflagematerials 30 liegt. Das pulverförmige Füllmittelmaterial 32 enthält ein reflektierendes Metall 34. Wärmeenergie vom Laserstrahl 38 bewirkt ein Schmelzen der Flussmittelschicht 36 und des Füllmittelmaterials 32, um einen Schmelzpool 40 zu bilden, der sich beim Kühlen verfestigt, um eine abgeschiedene Metallschicht 42 zu bilden, die von einer Schlackenschicht 44 bedeckt ist. Alternativ können das Flussmittel und pulverförmige Metall zusammengemischt und im Voraus auf dem Substrat platziert oder über dieses geleitet werden. Als weitere Alternative können das Flussmittel und Metall in der Form eines Partikelkonglomerats hergestellt werden, das sowohl Flussmittel als auch Metall enthält und im Voraus auf dem Substrat platziert oder über dieses geleitet wird. 3 FIG. 10 shows another embodiment of the present disclosure in which a laser beam 38 at a flux layer 36 which is applied over a powdery filler material 32 is located (and partially or completely covered) on a surface of a support material 30 lies. The powdery filler material 32 contains a reflective metal 34 , Heat energy from the laser beam 38 causes melting of the flux layer 36 and the filler material 32 to a melt pool 40 which solidifies on cooling to a deposited metal layer 42 to form, by a slag layer 44 is covered. Alternatively, the flux and powdered metal may be mixed together and placed in advance on the substrate or passed over it. As a further alternative, the flux and metal can be made in the form of a particle conglomerate containing both flux and metal and placed in advance on or over the substrate.

Alternativ können das Füllmittelmaterial 32 und/oder die Flussmittelschicht 36 in einer Vorformlingstruktur enthalten sein, die wenigstens ein Fach aufweist, das eine bessere Kontrolle bei der Platzierung und Abscheidung des enthaltenen Materials ermöglicht. In einer solchen Ausführungsform ist das Füllmittelmaterial 32 zum Beispiel in einem tieferen Fach enthalten und die Flussmittelschicht 36 ist in einem oberen Fach enthalten, wobei die Fächer aneinander befestigt sind, um eine integrierte Vorformlingstruktur zu bilden. Die Vorformlingstruktur selbst kann aus Bestandteilen bestehen, die zur Fließfunktion beitragen. Das reflektierende Metall eines solchen Vorformlings kann in einer Verteilung eingeschränkt sein, die eine Form einer Schicht oder einer Scheibe einer Komponente definiert, die einer Reparatur oder additiven Herstellung unterzogen wird. Die Fächer solcher Vorformlinge sind im Allgemeinen aus Wänden und einem abgedichteten Umkreis konstruiert, wobei die Wände Lagen beliebiger Art (wie Stoff, Film oder Folie, der bzw. die den Inhalt zurückhält) sein können und der Umkreis ein nicht metallisches, nicht schmelzendes Laserblockierungsmaterial (wie Graphit oder Zirkonoxid) enthalten kann. Alternatively, the filler material 32 and / or the flux layer 36 be contained in a preform structure having at least one compartment which allows better control in the placement and deposition of the material contained. In such an embodiment, the filler material is 32 for example, contained in a deeper compartment and the flux layer 36 is contained in an upper compartment with the compartments secured together to form an integrated parison structure. The preform structure itself may consist of constituents that contribute to the flow function. The reflective metal of such a preform may be constrained in a distribution that defines a shape of a layer or slice of a component undergoing repair or additive fabrication. The compartments of such preforms are generally constructed of walls and a sealed perimeter, the walls may be any type of layers (such as fabric, film or foil retaining the contents) and the perimeter may be a non-metallic, non-melting laser blocking material. such as graphite or zirconium oxide).

Das Auflagematerial 30 kann die Form eines metallischen Substrats (z.B. eines reflektierenden Metallsubstrats wie oben beschrieben) aufweisen oder kann die Form eines flüchtigen Auflagematerials aufweisen. Wenn das Auflagematerial 30 ein metallisches Substrat ist, ist die abgeschiedene Metallschicht 42 eine Auskleidungsschicht, die an die Oberfläche des metallischen Substrats gebunden ist. Wenn das Auflagematerial 30 ein flüchtiges Auflagematerial ist, kann das flüchtige Auflagematerial später von der abgeschiedenen Metallschicht 42 entfernt werden, um ein Objekt zu bilden, das das reflektierende Metall 34 enthält. "Flüchtig" bedeutet nach Bildung der abgeschiedenen Metallschicht 42 entfernbar, zum Beispiel durch direkte (physikalische) Entfernung, durch einen mechanischen Prozess, durch Ableiten, durch Fluidspülung, durch chemisches Auswaschen und/oder durch jeden anderen Prozess, der imstande ist, das flüchtige Auflagematerial 30 von der abgeschiedenen Metallschicht 42 zu trennen. Jedes Hochtemperaturmaterial oder jede Struktur, das bzw. die imstande ist, eine Auflage zu bieten und dann nach der Bildung der abgeschiedenen Metallschicht 42 entfernbar zu sein, kann als das flüchtige Auflagematerial 30 dienen. In einigen Ausführungsformen kann das flüchtige Auflagematerial 30 die Form eines feuerfesten Behälters oder Betts aus wenigstens einem Material aufweisen, das ausgewählt ist aus einem Metall, einem metallischen Pulver, einem Metalloxidpulver, einem keramischen Pulver und einem pulverförmigen Flussmittelmaterial. The support material 30 may be in the form of a metallic substrate (eg, a reflective metal substrate as described above) or may be in the form of a volatile overlay material. If the overlay material 30 a metallic substrate is the deposited metal layer 42 a lining layer bonded to the surface of the metallic substrate. If the overlay material 30 is a volatile overlay material, the volatile overlay material may later migrate from the deposited metal layer 42 be removed to form an object that is the reflective metal 34 contains. "Volatile" means after formation of the deposited metal layer 42 removable, for example by direct (physical) removal, by a mechanical process Deriving, by fluid rinsing, by chemical washing and / or by any other process that is capable of, the volatile overlay material 30 from the deposited metal layer 42 to separate. Any high temperature material or structure capable of providing support and then after the formation of the deposited metal layer 42 Being removable can be considered the volatile pad material 30 serve. In some embodiments, the volatile overlay material 30 in the form of a refractory container or bed of at least one material selected from a metal, a metallic powder, a metal oxide powder, a ceramic powder and a powdered flux material.

In einigen Ausführungsformen kann Wärme, die durch den Laserstrahl 38 bereitgestellt wird, durch Verwenden eines Plasmasuppressionsgases 50 moduliert werden, um ein durch Laser erzeugtes Plasma 48 teilweise zu verschieben, das sich über dem Laserbrennpunkt gebildet haben kann. Abhängig von einer Reihe von Faktoren, einschließlich der Zusammensetzung und Form (z.B. Dicke) der Flussmittelschicht 36, wie auch der Leistung, Geschwindigkeit und Wellenlänge des Laserstrahls 38, kann ein Plasma 48 aufgrund einer Ionisation von wenigstens einer Komponente in der Flussmittelzusammensetzung erzeugt werden. Ein solches Plasma 48 kann die thermische Energie, die an das Füllmittelmaterial 32 abgegeben wird, durch Absorbieren (und somit Blockieren) des Laserstrahls 38 über dem Schmelzpool 40 verringern. Die Verwendung eines Plasmasuppressionsgases 50 kann diese Absorption des Laserstrahls 38 durch Verschieben der Position des Plasmas 48 erhöhen – wodurch die Erwärmung des Füllmittelmaterials 32 indirekt erhöht wird – so dass ein größerer Teil des Laserstrahls 38 auf die Flussmittelschicht 36 und/oder den Schmelzpool 40 trifft, wie in 3 dargestellt. In 3 wird das Plasmasuppressionsgas 50 durch eine Düse 52 in das Plasma 48 getrieben, sodass die Geschwindigkeit und Umlaufbahn des Plasmasuppressionsgases 50 die Verschiebung des Plasmas 48 steuert. Während 3 eine Ausführungsform zeigt, in welcher das Plasmasuppressionsgas 50 das Plasma 48 in einer Richtung verschiebt, die der Bewegung des Laserstrahls 38 entgegengesetzt ist (d.h., nach links), kann in anderen Ausführungsformen das Plasma 48 in eine Richtung "stromaufwärts" relativ zur Bewegung des Laserstrahls 48 verschoben werden (d.h., nach rechts in 3). Geeignete Plasmasuppressionsgase 50 enthalten Inertgase wie Helium, Stickstoff und Argon. In dem Ausmaß, in dem das Plasma stromaufwärts oder stromabwärts der Prozessstelle verschoben wird, stellt die Plasmaenergie eine Strahlungsvorerwärmung bzw. -nacherwärmung des Flussmittels 36 bzw. der Schlacke 44 bereit.In some embodiments, heat generated by the laser beam 38 is provided by using a plasma suppression gas 50 be modulated to a laser-generated plasma 48 partially shift, which may have formed over the laser focal point. Depending on a number of factors, including the composition and shape (eg, thickness) of the flux layer 36 , as well as the power, speed and wavelength of the laser beam 38 , can a plasma 48 due to ionization of at least one component in the flux composition. Such a plasma 48 can the thermal energy attached to the filler material 32 is emitted by absorbing (and thus blocking) the laser beam 38 above the melt pool 40 reduce. The use of a plasma suppression gas 50 can this absorption of the laser beam 38 by shifting the position of the plasma 48 increase - causing the heating of the filler material 32 is indirectly increased - so that a larger part of the laser beam 38 on the flux layer 36 and / or the melt pool 40 meets, as in 3 shown. In 3 becomes the plasma suppression gas 50 through a nozzle 52 into the plasma 48 driven, so the speed and orbit of the plasma suppression gas 50 the displacement of the plasma 48 controls. While 3 shows an embodiment in which the plasma suppression gas 50 the plasma 48 in one direction shifts the movement of the laser beam 38 opposite (ie, to the left), in other embodiments, the plasma 48 in a "upstream" direction relative to the movement of the laser beam 48 be moved (ie, to the right in 3 ). Suitable plasma suppression gases 50 contain inert gases such as helium, nitrogen and argon. To the extent that the plasma is displaced upstream or downstream of the process site, the plasma energy provides for radiation preheating of the flux 36 or the slag 44 ready.

Reflektierende Metalle, die durch Verfahren der vorliegenden Offenbarung erzeugt werden, können auch von einer Fähigkeit profitieren, bis zu einem gewissen Ausmaß die Kornstruktur der abgeschiedenen Metallschicht 42 durch gerichtete Verfestigung zu kontrollieren. 3 zeigt auch die optionale Verwendung einer Verfestigungsform 54 (linker Abschnitt dargestellt), die einen Formbodenabschnitt 56 und einen Formseitenabschnitt 58 enthält. Eine Auswahl von beispielsweise feuerfesten Materialien relativ geringer oder hoher Wärmeleitfähigkeit erlaubt eine gerichtete Kontrolle der Wärmeübertragung während der Kühlung des Schmelzpools 40 – sodass die daraus resultierende abgeschiedene Metallschicht 42 entweder einachsige (säulenförmige) oder gleichachsige Kornstrukturen enthalten kann. In der nicht einschränkenden Darstellung von 3 kann zum Beispiel der Formbodenabschnitt 56 aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit (z.B. Graphit) konstruiert sein und der Formseitenabschnitt 58 kann aus einem Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit (z.B. Zirkonoxid) konstruiert sein, wobei diese Anordnung eine gerichtete Verfestigung bewirkt, um einachsige Körner 60 zu erzeugen, die senkrecht zur Ebene des Formbodenabschnitts 56 ausgerichtet sind. Durch Kontrolle der Wärmeleitfähigkeit der Boden- und Seitenabschnitte 56, 58 der feuerfesten Verfestigungsform 54 kann die Kornstruktur der abgeschiedenen Metallschicht 42 nach Wunsch gestaltet und variiert werden. Eine gerichtete Verfestigung kann auch durch die Verwendung wenigstens einer Kühlungsplatte (in 3 nicht dargestellt) beeinflusst werden, die in Kontakt mit dem Formbodenabschnitt 56 und/oder dem Formseitenabschnitt 58 angeordnet ist. Es können auch Heizplatten an den Boden- und/oder Seitenabschnitten der Verfestigungsform 54 liegen, um die Richtung der Wärmeübertragung während der Kühlung des Schmelzpools 40 einzustellen. Reflective metals produced by methods of the present disclosure may also benefit from a capability, to some extent, the grain structure of the deposited metal layer 42 controlled by directional solidification. 3 also shows the optional use of a solidification mold 54 (left section shown), which has a mold bottom section 56 and a mold side section 58 contains. A selection of, for example, refractory materials of relatively low or high thermal conductivity allows directional control of heat transfer during cooling of the molten pool 40 - so that the resulting deposited metal layer 42 may contain either uniaxial (columnar) or equiaxed grain structures. In the non-limiting presentation of 3 For example, the mold bottom section 56 be constructed of a material of high thermal conductivity (eg graphite) and the mold side section 58 can be constructed of a material of low thermal conductivity (eg, zirconia), which arrangement causes directional solidification to produce uniaxial grains 60 to produce, which is perpendicular to the plane of the mold bottom portion 56 are aligned. By controlling the thermal conductivity of the floor and side sections 56 . 58 the refractory solidification mold 54 can the grain structure of the deposited metal layer 42 can be designed and varied as desired. Directional solidification can also be achieved by using at least one cooling plate (in 3 not shown) in contact with the mold bottom section 56 and / or the mold side section 58 is arranged. There may also be heating plates at the bottom and / or side portions of the solidification mold 54 lie to the direction of heat transfer while cooling the melt pool 40 adjust.

3 zeigt auch eine andere optionale Ausführungsform, in der die Flussmittelschicht 36 und/oder das Füllmittelmaterial 32 so formuliert sind, dass sie ein Abschirmungsmittel enthalten, das sich bei Erwärmung zersetzt oder auf andere Weise reagiert, um wenigstens ein Abschirmungsgas 46 zu bilden, das den Schmelzpool 40 und/oder die abgeschiedene Metallschicht 42 vor atmosphärischen Reaktionspartnern wie Sauerstoff und Stickstoff schützt. In einigen Ausführungsformen ermöglicht das Vorhandensein eines Abschirmungsgases 46, dass Prozesse der vorliegenden Offenbarung unter einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre (z.B. unter Luft) ausgeführt werden, ohne chemische oder mechanische Mängel (d.h., Einschlüsse und Risse) in der abgeschiedenen Metallschicht 42 zu bilden. Viele Ausführungsformen, in welchen das reflektierende Metall 34 ein reaktionsfähiges Metall wie Aluminium ist, können von der Anwesenheit eines Abschirmungsmittels profitieren. Verbindungen, die als das Abschirmungsmittel verwendet werden können, enthalten Metallkarbonate, die sich bei Erwärmung zersetzen, um Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO₂) zu bilden. 3 also shows another optional embodiment in which the flux layer 36 and / or the filler material 32 are formulated to contain a shielding agent which decomposes or otherwise reacts upon heating to at least one shielding gas 46 to form that the melt pool 40 and / or the deposited metal layer 42 protects against atmospheric reactants such as oxygen and nitrogen. In some embodiments, the presence of a shielding gas allows 46 in that processes of the present disclosure are carried out under an oxygen-containing atmosphere (eg, under air) without chemical or mechanical defects (ie, inclusions and cracks) in the deposited metal layer 42 to build. Many embodiments in which the reflective metal 34 a reactive metal such as aluminum can benefit from the presence of a shielding agent. Compounds that can be used as the shielding agent include metal carbonates, which decompose on heating to form carbon monoxide (CO) and carbon dioxide (CO ₂ ).

Flussmittelzusammensetzungen der vorliegenden Offenbarung können wenigstens eines von: (i) einem Metalloxid; (ii) einem Metallhalogenid; (iii) einem Metalloxometallat; und (iv) einem Metallkarbonat enthalten. Flux compositions of the present disclosure may comprise at least one of: (i) a metal oxide; (ii) a metal halide; (iii) a metal oxometalate; and (iv) a metal carbonate.

Geeignete Metalloxide enthalten Verbindungen wie Li₂O, BeO, B₂O₃, B₆O, MgO, Al₂O₃, SiO₂, CaO, SC₂O₃, TiO, TiO₂, Ti₂O₃, VO, V₂O₃, V₂O₄, V₂O₅, Cr₂O₃, CrO₃, MnO, MnO₂, Mn₂O₃, Mn₃O₄, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄, CoO, Co₃O₄, NiO, Ni₂O₃, Cu₂O, CuO, ZnO, Ga₂O₃, GeO₂, As₂O₃, Rb₂O, SrO, Y₂O₃, ZrO₂, NiO, NiO₂, Ni₂O₅, MoO₃, MoO₂, RuO₂, Rh₂O₃, RhO₂, PdO, Ag₂O, CdO, In₂O₃, SnO, SnO₂, Sb₂O₃, TeO₂, TeO₃, Cs₂O, BaO, HfO₂, Ta₂O₅, WO₂, WO₃, ReO₃, Re₂O₇, PtO₂, Au₂O₃, La₂O₃, CeO₂, Ce₂O₃ und Mischungen davon, um einige zu nennen. Suitable metal oxides include compounds such as Li ₂ O, BeO, B ₂ O ₃ , B ₆ O, MgO, Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , CaO, SC ₂ O ₃ , TiO, TiO ₂ , Ti ₂ O ₃ , VO, V ₂ O ₃ , V ₂ O ₄ , V ₂ O ₅ , Cr ₂ O ₃ , CrO ₃ , MnO, MnO ₂ , Mn ₂ O ₃ , Mn ₃ O ₄ , FeO, Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , CoO , Co ₃ O ₄ , NiO, Ni ₂ O ₃ , Cu ₂ O, CuO, ZnO, Ga ₂ O ₃ , GeO ₂ , As ₂ O ₃ , Rb ₂ O, SrO, Y ₂ O ₃ , ZrO ₂ , NiO, NiO ₂ , Ni ₂ O ₅ , MoO ₃ , MoO ₂ , RuO ₂ , Rh ₂ O ₃ , RhO ₂ , PdO, Ag ₂ O, CdO, In ₂ O ₃ , SnO, SnO ₂ , Sb ₂ O ₃ , TeO ₂ , TeO ₃ , Cs ₂ O, BaO, HfO ₂ , Ta ₂ O ₅ , WO ₂ , WO ₃ , ReO ₃ , Re ₂ O ₇ , PtO ₂ , Au ₂ O ₃ , La ₂ O ₃ , CeO ₂ , Ce ₂ O ₃ and mixtures thereof, to name a few.

Geeignete Metallhalogenide enthalten Verbindungen wie LiF, LiCl, LiBr, Lil, Li₂NiBr₄, Li₂CuCl₄, LiAsF₆, LiPF₆, LiAlCl₄, LiGaCl₄, Li₂PdCl₄, NaF, NaCl, NaBr, Na₃AlF₆, NaSbF₆, NaAsF₆, NaAuBr₄, NaAlCl₄, Na₂PdCl₄, Na₂PtCl₄, MgF₂, MgCl₂, MgBr₂, AlF₃, KCl, KF, KBr, K₂RuCl₅, K₂IrCl₆, K₂PtCl₆, K₂PtCl₆, K₂ReCl₆, K₃RhCl₆, KSbF₆, KAsF₆, K₂NiF₆, K₂TiF₆, K₂ZrF₆, K₂PtI₆, KAuBr₄, K₂PdBr₄, K₂PdCl₄, CaF₂, CaF, CaBr₂, CaCl₂, CaI₂, ScBr₃, ScCl₃, ScF₃, ScI₃, TiF₃, VCl₂, VCl₃, CrCl₃, CrBr₃, CrCl₂, CrF₂, MnCl₂, MnBr₂, MnF₂, MnF₃, MnI₂, FeBr₂, FeBr₃, FeCl₂, FeCl₃, FeI₂, CoBr₂, CoCl₂, CoF₃, CoF₂, CoI₂, NiBr₂, NiCl₂, NiF₂, NiI₂, CuBr, CuBr₂, CuCl, CuCl₂, CuF₂, CuI, ZnF₂, ZnBr₂, ZnCl₂, Znl₂, GaBr₃, Ga₂Cl₄, GaCl₃, GaF₃, GaI₃, GaBr₂, GeBr₂, GeI₂, GeI₄, RbBr, RbCl, RbF, Rbl, SrBr₂, SrCl₂, SrF₂, SrI₂, YCl₃, YF₃, YI₃, YBr₃, ZrBr₄, ZrCl₄, ZrI₂, YBr, ZrBr₄, ZrCl₄, ZrF₄, ZrI₄, NbCl₅, NbF₅, MoCl₃, MoCl₅, RuI₃, RhCl₃, PdBr₂, PdCl₂, PdI₂, AgCl, AgF, AgF₂, AgSbF₆, AgI, CdBr₂, CdCl₂, CdI₂, InBr, InBr₃, InCl, InCl₂, InCl₃, InF₃, InI, InI₃, SnBr₂, SnCl₂, SnI₂, SnI₄, SnCl₃, SbF₃, SbI₃, CsBr, CsCl, CsF, CsI, BaCl₂, BaF₂, BaI₂, BaCoF₄, BaNiF₄, HfCl₄, HfF₄, TaCl₅, TaF₅, WCl₄, WCl₆, ReCl₃, ReCl₅, lrCl₃, PtBr₂, PtCl₂, AuBr₃, AuCl, AuCl₃, AuI, KAuCl₄, LaBr₃, LaCl₃, LaF₃, LaI₃, CeBr₃, CeCl₃, CeF₃, CeF₄, CeI₃ und Mischungen davon, um einige zu nennen. Suitable metal halides include compounds such as LiF, LiCl, LiBr, LiI, Li ₂ NiBr ₄ , Li ₂ CuCl ₄ , LiAsF ₆ , LiPF ₆ , LiAlCl ₄ , LiGaCl ₄ , Li ₂ PdCl ₄ , NaF, NaCl, NaBr, Na ₃ AlF ₆ , NaSbF ₆ , NaAsF ₆ , NaAuBr ₄ , NaAlCl ₄ , Na ₂ PdCl ₄ , Na ₂ PtCl ₄ , MgF ₂ , MgCl ₂ , MgBr ₂ , AlF ₃ , KCl, KF, KBr, K ₂ RuCl ₅ , K ₂ IrCl ₆ , K ₂ PtCl ₆ , K ₂ PtCl ₆ , K ₂ ReCl ₆ , K ₃ RhCl ₆ , KSbF ₆ , KAsF ₆ , K ₂ NiF ₆ , K ₂ TiF ₆ , K ₂ ZrF ₆ , K ₂ PtI ₆ , KAuBr ₄ , K ₂ PdBr ₄ , K ₂ PdCl ₄ , CaF ₂ , CaF, CaBr ₂ , CaCl ₂ , CaI ₂ , ScBr ₃ , ScCl ₃ , ScF ₃ , ScI ₃ , TiF ₃ , VCl ₂ , VCl ₃ , CrCl ₃ , CrBr ₃ , CrCl ₂ , CrF ₂ , MnCl ₂ , MnBr ₂ , MnF ₂ , MnF ₃ , MnI ₂ , FeBr ₂ , FeBr ₃ , FeCl ₂ , FeCl ₃ , FeI ₂ , CoBr ₂ , CoCl ₂ , CoF ₃ , CoF ₂ , CoI ₂ , NiBr ₂ , NiCl ₂ , NiF ₂ , NiI ₂ , CuBr, CuBr ₂ , CuCl, CuCl ₂ , CuF ₂ , CuI, ZnF ₂ , ZnBr ₂ , ZnCl ₂ , Znl ₂ , GaBr ₃ , Ga ₂ Cl ₄ , GaCl ₃ , GaF ₃ , GaI ₃ , GaBr ₂ , GeBr ₂ , GeI ₂ , GeI ₄ , RbBr, RbCl, RbF, Rbl, SrBr ₂ , SrCl ₂ , SrF ₂ , SrI ₂ , YCl ₃ , YF ₃ , YI ₃ , YBr ₃ , ZrBr ₄ , ZrCl ₄ , ZrI ₂ , YBr, ZrBr ₄ , ZrCl ₄ , ZrF ₄ , ZrI ₄ , NbCl ₅ , NbF ₅ , MoCl ₃ , MoCl ₅ , RuI ₃ , RhCl ₃ , PdBr ₂ , PdCl ₂ , PdI ₂ , AgCl, AgF, AgF ₂ , AgSbF ₆ , AgI, CdBr ₂ , CdCl ₂ , CdI ₂ , InBr, InBr ₃ , InCl, InCl ₂ , InCl ₃ , InF ₃ , InI, InI ₃ , SnBr ₂ , SnCl ₂ , SnI ₂ , SnI ₄ , SnCl ₃ , SbF ₃ , SbI ₃ , CsBr, CsCl, CsF, CsI, BaCl ₂ , BaF ₂ , BaI ₂ , BaCoF ₄ , BaNiF ₄ , HfCl ₄ , HfF ₄ , TaCl ₅ , TaF ₅ , WCl ₄ , WCl ₆ , ReCl ₃ , ReCl ₅ , IrCl ₃ , PtBr ₂ , PtCl ₂ , AuBr ₃ , AuCl, AuCl ₃ , AuI, KAuCl ₄ , LaBr ₃ , LaCl ₃ , LaF ₃ , LaI ₃ , CeBr ₃ , CeCl ₃ , CeF ₃ , CeF ₄ , CeI ₃ and mixtures thereof, to name a few.

Geeignete Oxometallate enthalten Verbindungen wie LiIO₃, LiBO₂, Li₂SiO₃, LiClO₄, Na₂B₄O₇, NaBO₃, Na₂SiO₃, NaVO₃, Na₂MoO₄, Na₂SeO₄, Na₂SeO₃, Na₂TeO₃, K₂SiO₃, K₂CrO₄, K₂Cr2O₇, CaSiO₃, BaMnO₄ und Mischungen davon, um einige zu nennen. Suitable oxometallates include compounds such as LiIO ₃ , LiBO ₂ , Li ₂ SiO ₃ , LiClO ₄ , Na ₂ B ₄ O ₇ , NaBO ₃ , Na ₂ SiO ₃ , NaVO ₃ , Na ₂ MoO ₄ , Na ₂ SeO ₄ , Na ₂ SeO ₃ , Na ₂ TeO ₃ , K ₂ SiO ₃ , K ₂ CrO ₄ , K ₂ Cr ₂ O ₇ , CaSiO ₃ , BaMnO _4, and mixtures thereof, to name a few.

Geeignete Metallkarbonate enthalten Verbindungen wie Li₂CO₃, Na₂CO₃, NaHCO₃, MgCO₃, K₂CO₃, CaCO₃, Cr₂(CO₃)₃, MnCO₃, CoCO₃, NiCO₃, CuCO₃, Rb₂CO₃, SrCO₃, Y₂(CO₃)₃, Ag₂CO₃, CdCO₃, In₂(CO₃)₃, Sb₂(CO₃)₃, C₂CO₃, BaCO₃, La₂(CO₃)₃, Ce₂(CO₃)₃, NaAl(CO₃) (OH)₂ und Mischungen davon, um einige zu nennen. Suitable metal carbonates include compounds such as Li ₂ CO ₃ , Na ₂ CO ₃ , NaHCO ₃ , MgCO ₃ , K ₂ CO ₃ , CaCO ₃ , Cr ₂ (CO ₃ ) ₃ , MnCO ₃ , CoCO ₃ , NiCO ₃ , CuCO ₃ , Rb ₂ CO ₃ , SrCO ₃ , Y ₂ (CO ₃ ) ₃ , Ag ₂ CO ₃ , CdCO ₃ , In ₂ (CO ₃ ) ₃ , Sb ₂ (CO ₃ ) ₃ , C ₂ CO ₃ , BaCO ₃ , La ₂ ( CO ₃ ) ₃ , Ce ₂ (CO ₃ ) ₃ , NaAl (CO ₃ ) (OH) ₂ and mixtures thereof, to name a few.

In einigen Ausführungsformen enthält die Flussmittelzusammensetzung wenigstens zwei Verbindungen ausgewählt aus einem Metalloxid, einem Metallhalogenid, einem Oxometallat und einem Metallkarbonat. In anderen Ausführungsformen enthält die Flussmittelzusammensetzung wenigstens drei aus einem Metalloxid, einem Metallhalogenid, einem Oxometallat und einem Metallkarbonat. In weiteren Ausführungsformen kann die Flussmittelzusammensetzung ein Metalloxid, a Metallhalogenid, ein Oxometallat und ein Metallkarbonat enthalten. In some embodiments, the flux composition contains at least two compounds selected from a metal oxide, a metal halide, an oxometalate, and a metal carbonate. In other embodiments, the flux composition contains at least three of a metal oxide, a metal halide, an oxometalate, and a metal carbonate. In further embodiments, the flux composition may include a metal oxide, a metal halide, an oxometalate, and a metal carbonate.

Wenn das reflektierende Metall ein Metall wie Kupfer ist, das einen Schmelzpool geringer Viskosität bildet, ist es häufig günstig, die Flussmittelzusammensetzung zur Verringerung der Fluidität des Schmelzpools und/oder zur Erhöhung seiner Viskosität zu formulieren. Zum Beispiel kann die Fluidität der geschmolzenen Schlacke durch Ausschließen von Metallfluoriden verringert werden, die als Fluiditätsverstärker dienen. Daher ist die Flussmittelzusammensetzung in einigen Ausführungsformen so formuliert, dass sie Metallfluoride ausschließt. In anderen Ausführungsformen ist die Flussmittelzusammensetzung so formuliert, dass sie alle fluoridhaltigen Verbindungen ausschließt. When the reflective metal is a metal such as copper that forms a low viscosity melt pool, it is often convenient to formulate the flux composition to reduce the melt pool fluidity and / or increase its viscosity. For example, the fluidity of the molten slag can be reduced by excluding metal fluorides that serve as fluidity enhancers. Therefore, in some embodiments, the flux composition is formulated to preclude metal fluorides. In other embodiments, the flux composition is formulated to exclude all fluoride-containing compounds.

Die Viskosität der geschmolzenen Schlacke kann auch durch Einschließen wenigstens eines Metalloxids mit hohem Schmelzpunkt erhöht werden, das als Verdickungsmittel dienen kann. Somit ist in einigen Ausführungsformen die Flussmittelzusammensetzung so formuliert, dass sie wenigstens ein Metalloxid mit hohem Schmelzpunkt enthält. Beispiele für Metalloxide mit hohem Schmelzpunkt enthalten Metalloxide mit einem Schmelzpunkt über 2000°C – wie SC₂O₃, Cr₂O₃, Y₂O₃, ZrO₂, HfO₂, La₂O₃, Ce₂O₃, Al₂O₃ und CeO₂. In einigen nicht einschränkenden Beispielen ist die Flussmittelzusammensetzung so formuliert, dass sie wenigstens 7,5 Gewichtsprozent Zirkonoxid relativ zu einem Gesamtgewicht der Flussmittelzusammensetzung enthält. The viscosity of the molten slag may also be increased by including at least one high melting point metal oxide which may serve as a thickening agent. Thus, in some embodiments, the flux composition is formulated to include at least one high melting point metal oxide. Examples of high melting point metal oxides include metal oxides having a melting point above 2000 ° C - such as SC ₂ O ₃ , Cr ₂ O ₃ , Y ₂ O ₃ , ZrO ₂ , HfO ₂ , La ₂ O ₃ , Ce ₂ O ₃ , Al ₂ O ₃ and CeO ₂ . In some non-limiting examples, the flux composition is formulated to contain at least 7.5 weight percent zirconia relative to a total weight of the flux composition.

In einer Ausführungsform, die diesen Ansatz verwendet, umfasst die Flussmittelzusammensetzung:

• (A) wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sc₂O₃, Cr₂O₃, Y₂O₃, ZrO₂, HfO₂, La₂O₃, Ce₂O₃, Al₂O₃ und CeO₂; und
• (B) wenigstens eines von: (i) einem Metalloxid, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Li₂O, BeO, B₂O₃, B₆O, MgO, SiO₂, CaO, TiO, Ti₂O₃, VO, V₂O₃, V₂O₄, V₂O₅, CrO₃, MnO, MnO₂, Mn₂O₃, Mn₃O₄, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄, CoO, Co₃O₄, NiO, Ni₂O₃, Cu₂O, CuO, ZnO, Ga₂O₃, GeO₂, As₂O₃, Rb₂O, SrO, ZrO₂, NiO, NiO₂, Ni₂O₅, MoO₃, MoO₂, RuO₂, Rh₂O₃, RhO₂, PdO, Ag₂O, CdO, In₂O₃, SnO, SnO₂, Sb₂O₃, TeO₂, TeO₃, Cs₂O, BaO, Ta₂O₅, WO₂, WO₃, ReO₃, Re₂O₇, PtO₂, Au₂O₃ und Mischungen davon; (ii) einem Metallhalogenid, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus LiCl, LiBr, LiI, Li₂NiBr₄, Li₂CuCl₄, LiAlCl₄, LiGaCl₄, Li₂PdCl₄, NaCl, NaBr, NaAuBr₄, NaAlCl₄, Na₂PdCl₄, Na₂PtCl₄, MgCl₂, MgBr₂, KCl, KBr, K₂RuCl₅, K₂IrCl₆, K₂PtCl₆, K₂PtCl₆, K₂ReCl₆, K₃RhCl₆, K₂PtI₆, KAuBr₄, K₂PdBr₄, K₂PdCl₄, CaBr₂, CaCl₂, CaI₂, ScBr₃, ScCl₃, ScI₃, VCl₂, VCl₃, CrCl₃, CrBr₃, CrCl₂, MnCl₂, MnBr₂, MnI₂, FeBr₂, FeBr₃, FeCl₂, FeCl₃, FeI₂, CoBr₂, CoCl₂, CoI₂, NiBr₂, NiCl₂, NiI₂, CuBr, CuBr₂, CuCl, CuCl₂, CuI, ZnBr₂, ZnCl₂, ZnI₂, GaBr₃, Ga₂Cl₄, GaCl₃, GaI₃, GaBr₂, GeBr₂, GeI₂, GeI₄, RbBr, RbCl, RbI, SrBr₂, SrCl₂, SrI₂, YCl₃, YI₃, YBr₃, ZrBr₄, ZrCl₄, ZrI₂, YBr, ZrBr₄, ZrCl₄, ZrI₄, NbCl₅, MoCl₃, MoCl₅, RuI₃, RhCl₃, PdBr₂, PdCl₂, PdI₂, AgCl, AgI, CdBr₂, CdCl₂, CdI₂, InBr, InBr₃, InCl, InCl₂, InCl₃, InI, InI₃, SnBr₂, SnCl₂, SnI₂, SnI₄, SnCl₃, SbI₃, CsBr, CsCl, CsI, BaCl₂, BaI₂, HfCl₄, TaCl₅, WCl₄, WCl₆, ReCl₃, ReCl₅, IrCl₃, PtBr₂, PtCl₂, AuBr₃, AuCl, AuCl₃, AuI, KAuCl₄, LaBr₃, LaCl₃, LaI₃, CeBr₃, CeCl₃, CeI₃ und Mischungen davon; (iii) einem Oxometallat, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus LiIO₃, LiBO₂, Li₂SO₃, LiClO₄, Na₂B₄O₇, NaBO₃, Na₂SiO₃, NaVO₃, Na₂MoO₄, Na₂SeO₄, Na₂SeO₃, Na₂TeO₃, K₂SiO₃, K₂CrO₄, K₂Cr₂O₇, CaSiO₃, BaMnO₄, und Mischungen davon; und (iv) einem Metallkarbonat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Li₂CO₃, Na₂CO₃, NaHCO₃, MgCO₃, K₂CO₃, CaCO₃, Cr₂(CO₃)₃, MnCO₃, CoCO₃, NiCO₃, CuCO₃, Rb₂CO₃, SrCO₃, Y₂(CO₃)₃, Ag₂CO₃, CdCO₃, In₂(CO₃)₃, Sb₂(CO₃)₃, C₂CO₃, BaCO₃, La₂(CO₃)₃, Ce₂(CO₃)₃, NaAl(CO₃) (OH)₂, und Mischungen davon, mit der Maßgabe, dass die pulverförmige Flussmittelzusammensetzung keine fluorhaltige Verbindung enthält.

In an embodiment using this approach, the flux composition comprises:

• (A) at least one selected from the group consisting of Sc ₂ O ₃ , Cr ₂ O ₃ , Y ₂ O ₃ , ZrO ₂ , HfO ₂ , La ₂ O ₃ , Ce ₂ O ₃ , Al ₂ O ₃ and CeO ₂ ; and
• (B) at least one of: (i) a metal oxide selected from the group consisting of Li ₂ O, BeO, B ₂ O ₃ , B ₆ O, MgO, SiO ₂ , CaO, TiO, Ti ₂ O ₃ , VO, V ₂ O ₃ , V ₂ O ₄ , V ₂ O ₅ , CrO ₃ , MnO, MnO ₂ , Mn ₂ O ₃ , Mn ₃ O ₄ , FeO, Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , CoO, Co ₃ O ₄ , NiO, Ni ₂ O ₃ , Cu ₂ O, CuO, ZnO, Ga ₂ O ₃ , GeO ₂ , As ₂ O ₃ , Rb ₂ O, SrO, ZrO ₂ , NiO, NiO ₂ , Ni ₂ O ₅ , MoO ₃ , MoO ₂ , RuO ₂ , Rh ₂ O ₃ , RhO ₂ , PdO, Ag ₂ O, CdO, In ₂ O ₃ , SnO, SnO ₂ , Sb ₂ O ₃ , TeO ₂ , TeO ₃ , Cs ₂ O, BaO , Ta ₂ O ₅ , WO ₂ , WO ₃ , ReO ₃ , Re ₂ O ₇ , PtO ₂ , Au ₂ O ₃ and mixtures thereof; (ii) a metal halide selected from the group consisting of LiCl, LiBr, LiI, Li ₂ NiBr ₄ , Li ₂ CuCl ₄ , LiAlCl ₄ , LiGaCl ₄ , Li ₂ PdCl ₄ , NaCl, NaBr, NaAuBr ₄ , NaAlCl ₄ , Na ₂ PdCl ₄ , Na ₂ PtCl ₄ , MgCl ₂ , MgBr ₂ , KCl, KBr, K ₂ RuCl ₅ , K ₂ IrCl ₆ , K ₂ PtCl ₆ , K ₂ PtCl ₆ , K ₂ ReCl ₆ , K ₃ RhCl ₆ , K ₂ PtI ₆ , KAuBr ₄ , K ₂ PdBr ₄ , K ₂ PdCl ₄ , CaBr ₂ , CaCl ₂ , CaI ₂ , ScBr ₃ , ScCl ₃ , ScI ₃ , VCl ₂ , VCl ₃ , CrCl ₃ , CrBr ₃ , CrCl ₂ , MnCl ₂ , MnBr ₂ , MnI ₂ , FeBr ₂ , FeBr ₃ , FeCl ₂ , FeCl ₃ , FeI ₂ , CoBr ₂ , CoCl ₂ , CoI ₂ , NiBr ₂ , NiCl ₂ , NiI ₂ , CuBr, CuBr ₂ , CuCl, CuCl ₂ , CuI, ZnBr ₂ , ZnCl ₂ , ZnI ₂ , GaBr ₃ , Ga ₂ Cl ₄ , GaCl ₃ , GaI ₃ , GaBr ₂ , GeBr ₂ , GeI ₂ , GeI ₄ , RbBr, RbCl, RbI, SrBr ₂ , SrCl ₂ , SrI ₂ , YCl ₃ , YI ₃ , YBr ₃ , ZrBr ₄ , ZrCl ₄ , ZrI ₂ , YBr, ZrBr ₄ , ZrCl ₄ , ZrI ₄ , NbCl ₅ , MoCl ₃ , MoCl ₅ , RuI ₃ , RhCl ₃ , PdBr ₂ , PdCl ₂ , PdI ₂ , AgCl, AgI, CdBr ₂ , CdCl ₂ , CdI ₂ , InBr, InBr ₃ , InCl, InCl ₂ , InCl ₃ , InI, InI ₃ , Sn Br ₂ , SnCl ₂ , SnI ₂ , SnI ₄ , SnCl ₃ , SbI ₃ , CsBr, CsCl, CsI, BaCl ₂ , BaI ₂ , HfCl ₄ , TaCl ₅ , WCl ₄ , WCl ₆ , ReCl ₃ , ReCl ₅ , IrCl ₃ , PtBr ₂ , PtCl ₂ , AuBr ₃ , AuCl, AuCl ₃ , AuI, KAuCl ₄ , LaBr ₃ , LaCl ₃ , LaI ₃ , CeBr ₃ , CeCl ₃ , CeI _3, and mixtures thereof; (iii) an oxometalate selected from the group consisting of LiIO ₃ , LiBO ₂ , Li ₂ SO ₃ , LiClO ₄ , Na ₂ B ₄ O ₇ , NaBO ₃ , Na ₂ SiO ₃ , NaVO ₃ , Na ₂ MoO ₄ , Na ₂ SeO ₄ , Na ₂ SeO ₃ , Na ₂ TeO ₃ , K ₂ SiO ₃ , K ₂ CrO ₄ , K ₂ Cr ₂ O ₇ , CaSiO ₃ , BaMnO ₄ , and mixtures thereof; and (iv) a metal carbonate selected from the group consisting of Li ₂ CO ₃ , Na ₂ CO ₃ , NaHCO ₃ , MgCO ₃ , K ₂ CO ₃ , CaCO ₃ , Cr ₂ (CO ₃ ) ₃ , MnCO ₃ , CoCO ₃ , NiCO ₃ , CuCO ₃ , Rb ₂ CO ₃ , SrCO ₃ , Y ₂ (CO ₃ ) ₃ , Ag ₂ CO ₃ , CdCO ₃ , In ₂ (CO ₃ ) ₃ , Sb ₂ (CO ₃ ) ₃ , C ₂ CO ₃ BaCO ₃ , La ₂ (CO ₃ ) ₃ , Ce ₂ (CO ₃ ) ₃ , NaAl (CO ₃ ) (OH) ₂ , and mixtures thereof, with the proviso that the powdered flux composition does not contain a fluorine-containing compound.

In anderen Ausführungsformen kann die Flussmittelzusammensetzung wenigstens eines von einem Metalloxid, einem Metallhalogenid, einem Oxometallat und einem Metallkarbonat enthalten – mit der Maßgabe, dass kein Metallfluorid enthalten ist. In anderen Ausführungsformen kann die Flussmittelzusammensetzung wenigstens eines von einem Metalloxid, einem Metallhalogenid, einem Oxometallat und einem Metallkarbonat enthalten – mit der Maßgabe, dass wenigstens eines von Sc₂O₃, Cr₂O₃, Y₂O₃, ZrO₂, HfO₂, La₂O₃, Ce₂O₃, Al₂O₃ und CeO₂ enthalten ist. In einigen Ausführungsformen muss die Flussmittelzusammensetzung zum Beispiel wenigstens 7,5 Gewichtsprozent Zirkonoxid, relativ zu einem Gesamtgewicht der Flussmittelzusammensetzung enthalten. In other embodiments, the flux composition may include at least one of a metal oxide, a metal halide, an oxometalate, and a metal carbonate, provided that no metal fluoride is included. In other embodiments, the flux composition may contain at least one of a metal oxide, a metal halide, an oxometalate and a metal carbonate - provided that at least one of Sc ₂ O ₃ , Cr ₂ O ₃ , Y ₂ O ₃ , ZrO ₂ , HfO ₂ , La ₂ O ₃ , Ce ₂ O ₃ , Al ₂ O ₃ and CeO ₂ . For example, in some embodiments, the flux composition must contain at least 7.5 weight percent zirconia, relative to a total weight of the flux composition.

In einigen Ausführungsformen kann die Flussmittelzusammensetzung auch gewisse organische Flussmittel enthalten. Beispiele für organische Verbindungen, die Flussmitteleigenschaften aufweisen, enthalten Kohlenwasserstoffe mit hohem Molekulargewicht (z.B. Bienenwachs, Paraffin), Kohlenhydrate (z.B. Cellulose), natürliche und synthetische Öle (z.B. Palmöl) organische Reduktionsmittel (z.B. Holzkohle, Koks), Carbonsäuren und Dicarbonsäuren (z.B. Abietinsäure, Isopimarinsäure, Neoabietinsäure, Dehydroabietinsäure, Kolophoniumharze), Carbonsäuresalze (z.B. Salze eines Kolophoniumharzes), Carbonsäurederivative (z.B., Dehydro-abietylamin), Amine (z.B. Triethanolamin), Alkohole (z.B. hohe Polyglykole, Glycerole), natürliche und synthetische Harze (z.B. Polyolester von Fettsäuren), Gemische solcher Verbindungen und anderer organischer Verbindungen. In some embodiments, the flux composition may also contain certain organic fluxes. Examples of organic compounds having flux properties include high molecular weight hydrocarbons (eg, beeswax, paraffin), carbohydrates (eg, cellulose), natural and synthetic oils (eg, palm oil), organic reducing agents (eg, charcoal, coke), carboxylic acids, and dicarboxylic acids (eg, abietic acid , Isopimaric acid, neoabietic acid, dehydroabietic acid, rosin resins), carboxylic acid salts (eg salts of rosin), carboxylic acid derivatives (eg, dehydro-abietylamine), amines (eg triethanolamine), alcohols (eg high polyglycols, glycerols), natural and synthetic resins (eg polyol esters of Fatty acids), mixtures of such compounds and other organic compounds.

In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann eine Laserbearbeitung reflektierender Metalle wie oben beschrieben unter einer Atmosphäre ausgeführt werden, die mehr als 10 ppm Sauerstoff enthält. Zum Beispiel können einige Ausführungsformen in Luft ohne Verwendung eines extern angewendeten Inertgases ausgeführt werden, um reflektierende Metalle weitgehend frei von den oben beschriebenen chemischen und mechanischen Mängeln zu erzeugen. Andere Ausführungsformen können unter einer Inertgasatmosphäre wie Helium, Stickstoff oder Argon, oder in Gegenwart eines strömenden Inertgases ausgeführt werden. In some embodiments of the present invention, laser processing of reflective metals as described above may be performed under an atmosphere containing greater than 10 ppm oxygen. For example, some embodiments may be performed in air without the use of an externally applied inert gas to produce reflective metals substantially free of the chemical and mechanical defects described above. Other embodiments may be carried out under an inert gas atmosphere such as helium, nitrogen or argon, or in the presence of a flowing inert gas.

Während hier verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, ist offensichtlich, dass solche Ausführungsformen nur als Beispiel dienen. Zahlreiche Variationen, Änderungen und Ersetzungen können vorgenommen werden, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher ist beabsichtigt, dass die Erfindung nur durch das Wesen und den Umfang der beiliegenden Ansprüche begrenzt ist.While various embodiments of the present invention have been shown and described herein, it is to be understood that such embodiments are exemplary only. Numerous variations, changes and substitutions can be made without departing from the present invention. Therefore, it is intended that the invention be limited only by the spirit and scope of the appended claims.

Claims (20)

Verfahren, umfassend Erwärmen eines reflektierenden Metalls durch Anwenden eines Laserstrahls bei eine an Schicht aus Flussmittel, die mit dem reflektierenden Metall in Kontakt steht, wobei das Flussmittel eine pulverförmige Flussmittelzusammensetzung ist.A method comprising heating a reflective metal by applying a laser beam to a layer of flux in contact with the reflective metal, wherein the flux is a powdered flux composition. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Dicke der Flussmittelschicht von etwa 1 mm bis etwa 10 mm reicht.The method of claim 1, wherein a thickness of the flux layer ranges from about 1 mm to about 10 mm. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Partikelgröße der pulverförmigen Flussmittelzusammensetzung von etwa 0,005 mm bis etwa 5 mm Durchmesser reicht. The method of claim 1, wherein a particle size of the powdered flux composition ranges from about 0.005 mm to about 5 mm in diameter. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Frequenz des Laserstrahls größer als 1 µm ist.The method of claim 1, wherein a frequency of the laser beam is greater than 1 micron. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das reflektierende Metall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Aluminium und Silber.The method of claim 1, wherein the reflective metal is selected from the group consisting of copper, aluminum and silver. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das reflektierende Metall die Form eines pulverförmigen Füllmaterials aufweist.The method of claim 1, wherein the reflective metal is in the form of a powdery filler. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die pulverförmige Flussmittelzusammensetzung wenigstens eines umfasst von: (i) einem Metalloxid; (ii) einem Metallhalogenid; (iii) einem Oxometallat; und (iv) einem Metallkarbonat.The method of claim 1, wherein the powdery flux composition comprises at least one of: (i) a metal oxide; (ii) a metal halide; (iii) an oxometalate; and (iv) a metal carbonate. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die pulverförmige Flussmittelzusammensetzung wenigstens eines umfasst von: (i) einem Metalloxid, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Li₂O, BeO, B₂O₃, B₆O, MgO, Al₂O₃, SiO₂, CaO, Sc₂O₃, TiO, TiO₂, Ti₂O₃, VO, V₂O₃, V₂O₄, V₂O₅, Cr₂O₃, CrO₃, MnO, MnO₂, Mn₂O₃, Mn₃O₄, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄, CoO, Co₃O₄, NiO, Ni₂O₃, Cu₂O, CuO, ZnO, Ga₂O₃, GeO₂, As₂O₃, Rb₂O, SrO, Y₂O₃, ZrO₂, NiO, NiO₂, Ni₂O₅, MoO₃, MoO₂, RuO₂, Rh₂O₃, RhO₂, PdO, Ag₂O, CdO, In₂O₃, SnO, SnO₂, Sb₂O₃, TeO₂, TeO₃, Cs₂O, BaO, HfO₂, Ta₂O₅, WO₂, WO₃, ReO₃, Re₂O₇, PtO₂, Au₂O₃, La₂O₃, CeO₂, Ce₂O₃ und Mischungen davon; (ii) einem Metallhalogenid, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus LiF, LiCl, LiBr, Lil, Li₂NiBr₄, Li₂CuCl₄, LiAsF₆, LiPF₆, LiAlCl₄, LiGaCl₄, Li₂PdCl₄, NaF, NaCl, NaBr, Na₃AlF₆, NaSbF₆, NaAsF₆, NaAuBr₄, NaAlCl₄, Na₂PdCl₄, Na₂PtCl₄, MgF₂, MgCl₂, MgBr₂, AlF₃, KCl, KF, KBr, K₂RuCl₅, K₂IrCl₆, K₂PtCl₆, K₂ReCl₆, K₃RhCl₆, KSbF₆, KAsF₆, K₂NiF₆, K₂TiF₆, K₂ZrF₆, K₂PtI₆, KAuBr₄, K₂PdBr₄, K₂PdCl₄, CaF₂, CaF, CaBr₂, CaCl₂, CaI₂, ScBr₃, ScCl₃, ScF₃, ScI₃, TiF₃, VCl₂, VCl₃, CrCl₃, CrBr₃, CrCl₂, CrF₂, MnCl₂, MnBr₂, MnF₂, MnF₃, MnI₂, FeBr₂, FeBr₃, FeCl₂, FeCl₃, FeI₂, CoBr₂, CoCl₂, CoF₃, CoF₂, CoI₂, NiBr₂, NiCl₂, NiF₂, NiI₂, CuBr, CuBr₂, CuCl, CuCl₂, CuF₂, CuI, ZnF₂, ZnBr₂, ZnCl₂, Znl₂, GaBr₃, Ga₂Cl₄, GaCl₃, GaF₃, GaI₃, GaBr₂, GeBr₂, GeI₂, GeI₄, RbBr, RbCl, RbF, Rbl, SrBr₂, SrCl₂, SrF₂, SrI₂, YCl₃, YF₃, YI₃, YBr₃, ZrBr₄, ZrCl₄, ZrI₂, YBr, ZrBr₄, ZrCl₄, ZrF₄, ZrI₄, NbCl₅, NbF₅, MoCl₃, MoCl₅, RuI₃, RhCl₃, PdBr₂, PdCl₂, PdI₂, AgCl, AgF, AgF₂, AgSbF₆, AgI, CdBr₂, CdCl₂, CdI₂, InBr, InBr₃, InCl, InCl₂, InCl₃, InF₃, InI, InI₃, SnBr₂, SnCl₂, SnI₂, SnI₄, SnCl₃, SbF₃, SbI₃, CsBr, CsCl, CsF, CsI, BaCl₂, BaF₂, BaI₂, BaCoF₄, BaNiF₄, HfCl₄, HfF₄, TaCl₅, TaF₅, WCl₄, WCl₆, ReCl₃, ReCl₅, IrCl₃, PtBr₂, PtCl₂, AuBr₃, AuCl, AuCl₃, AuI, KAuCl₄, LaBr₃, LaCl₃, LaF₃, LaI₃, CeBr₃, CeCl₃, CeF₃, CeF₄, CeI₃ und Mischungen davon; (iii) einem Oxometallat, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus LiIO₃, LiBO₂, Li₂SiO₃, LiClO₄, Na₂B₄O₇, NaBO₃, Na₂SiO₃, NaVO₃, Na₂MoO₄, Na₂SeO₄, Na₂SeO₃, Na₂TeO₃, K₂SiO₃, K₂CrO₄, K₂Cr2O₇, CaSiO₃, BaMnO₄ und Mischungen davon; und (iv) einem Metallkarbonat, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Li₂CO₃, Na₂CO₃, NaHCO₃, MgCO₃, K₂CO₃, CaCO₃, Cr₂(CO₃)₃, MnCO₃, CoCO₃, NiCO₃, CuCO₃, Rb₂CO₃, SrCO₃, Y₂(CO₃)₃, Ag₂CO₃, CdCO₃, In₂(CO₃)₃, Sb₂(CO₃)₃, C₂CO₃, BaCO₃, La₂(CO₃)₃, Ce₂(CO₃)₃, NaAl(CO₃) (OH)₂ und Mischungen davon.The method of claim 1, wherein the powdery flux composition comprises at least one of: (i) a metal oxide selected from the group consisting of Li ₂ O, BeO, B ₂ O ₃ , B ₆ O, MgO, Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , CaO, Sc ₂ O ₃ , TiO, TiO ₂ , Ti ₂ O ₃ , VO, V ₂ O ₃ , V ₂ O ₄ , V ₂ O ₅ , Cr ₂ O ₃ , CrO ₃ , MnO, MnO ₂ , Mn ₂ O ₃ , Mn ₃ O ₄ , FeO, Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , CoO, Co ₃ O ₄ , NiO, Ni ₂ O ₃ , Cu ₂ O, CuO, ZnO, Ga ₂ O ₃ , GeO ₂ , As ₂ O ₃ , Rb ₂ O, SrO, Y ₂ O ₃ , ZrO ₂ , NiO, NiO ₂ , Ni ₂ O ₅ , MoO ₃ , MoO ₂ , RuO ₂ , Rh ₂ O ₃ , RhO ₂ , PdO, Ag ₂ O, CdO, In ₂ O ₃ , SnO, SnO ₂ , Sb ₂ O ₃ , TeO ₂ , TeO ₃ , Cs ₂ O, BaO, HfO ₂ , Ta ₂ O ₅ , WO ₂ , WO ₃ , ReO ₃ , Re ₂ O ₇ , PtO ₂ , Au ₂ O ₃ , La ₂ O ₃ , CeO ₂ , Ce ₂ O ₃ and mixtures thereof; (ii) a metal halide selected from the group consisting of LiF, LiCl, LiBr, Lil, Li ₂ NiBr ₄ , Li ₂ CuCl ₄ , LiAsF ₆ , LiPF ₆ , LiAlCl ₄ , LiGaCl ₄ , Li ₂ PdCl ₄ , NaF, NaCl , NaBr, Na ₃ AlF ₆ , NaSbF ₆ , NaAsF ₆ , NaAuBr ₄ , NaAlCl ₄ , Na ₂ PdCl ₄ , Na ₂ PtCl ₄ , MgF ₂ , MgCl ₂ , MgBr ₂ , AlF ₃ , KCl, KF, KBr, K ₂ RuCl ₅ , K ₂ IrCl ₆ , K ₂ PtCl ₆ , K ₂ ReCl ₆ , K ₃ RhCl ₆ , KSbF ₆ , KAsF ₆ , K ₂ NiF ₆ , K ₂ TiF ₆ , K ₂ ZrF ₆ , K ₂ PtI ₆ , KAuBr ₄ , K ₂ PdBr ₄ , K ₂ PdCl ₄ , CaF ₂ , CaF, CaBr ₂ , CaCl ₂ , CaI ₂ , ScBr ₃ , ScCl ₃ , ScF ₃ , ScI ₃ , TiF ₃ , VCl ₂ , VCl ₃ , CrCl ₃ , CrBr ₃ , CrCl ₂ , CrF ₂ , MnCl ₂ , MnBr ₂ , MnF ₂ , MnF ₃ , MnI ₂ , FeBr ₂ , FeBr ₃ , FeCl ₂ , FeCl ₃ , FeI ₂ , CoBr ₂ , CoCl ₂ , CoF ₃ , CoF ₂ , CoI ₂ , NiBr ₂ , NiCl ₂ , NiF ₂ , NiI ₂ , CuBr, CuBr ₂ , CuCl, CuCl ₂ , CuF ₂ , CuI, ZnF ₂ , ZnBr ₂ , ZnCl ₂ , Znl ₂ , GaBr ₃ , Ga ₂ Cl ₄ , GaCl ₃ , GaF ₃ , GaI ₃ , GaBr ₂ , GeBr ₂ , GeI ₂ , GeI ₄ , RbBr, RbCl, RbF, Rbl, SrBr ₂ , SrCl ₂ , SrF ₂ , SrI ₂ , YCl ₃ , YF ₃ , YI ₃ , YBr ₃ , ZrBr ₄ , ZrCl ₄ , ZrI ₂ , YBr, ZrBr ₄ , ZrCl ₄ , ZrF ₄ , ZrI ₄ , NbCl ₅ , NbF ₅ , MoCl ₃ , MoCl ₅ , RuI ₃ , RhCl ₃ , PdBr ₂ , PdCl ₂ , PdI ₂ , AgCl, AgF, AgF ₂ , AgSbF ₆ , AgI, CdBr ₂ , CdCl ₂ , CdI ₂ , InBr, InBr ₃ , InCl, InCl ₂ , InCl ₃ , InF ₃ , InI, InI ₃ , SnBr ₂ , SnCl ₂ , SnI ₂ , SnI ₄ , SnCl ₃ , SbF ₃ , SbI ₃ , CsBr, CsCl, CsF, CsI, BaCl ₂ , BaF ₂ , BaI ₂ , BaCoF ₄ , BaNiF ₄ , HfCl ₄ , HfF ₄ , TaCl ₅ , TaF ₅ , WCl ₄ , WCl ₆ , ReCl ₃ , ReCl ₅ , IrCl ₃ , PtBr ₂ , PtCl ₂ , AuBr ₃ , AuCl, AuCl ₃ , AuI, KAuCl ₄ , LaBr ₃ , LaCl ₃ , LaF ₃ , LaI ₃ , CeBr ₃ , CeCl ₃ , CeF ₃ , CeF ₄ , CeI ₃ and mixtures thereof; (iii) an oxometallate selected from the group consisting of LiIO ₃ , LiBO ₂ , Li ₂ SiO ₃ , LiClO ₄ , Na ₂ B ₄ O ₇ , NaBO ₃ , Na ₂ SiO ₃ , NaVO ₃ , Na ₂ MoO ₄ , Na ₂ SeO ₄ , Na ₂ SeO ₃ , Na ₂ TeO ₃ , K ₂ SiO ₃ , K ₂ CrO ₄ , K ₂ Cr ₂ O ₇ , CaSiO ₃ , BaMnO ₄ and mixtures thereof; and (iv) a metal carbonate selected from the group consisting of Li ₂ CO ₃ , Na ₂ CO ₃ , NaHCO ₃ , MgCO ₃ , K ₂ CO ₃ , CaCO ₃ , Cr ₂ (CO ₃ ) ₃ , MnCO ₃ , CoCO ₃ , NiCO ₃ , CuCO ₃ , Rb ₂ CO ₃ , SrCO ₃ , Y ₂ (CO ₃ ) ₃ , Ag ₂ CO ₃ , CdCO ₃ , In ₂ (CO ₃ ) ₃ , Sb ₂ (CO ₃ ) ₃ , C ₂ CO ₃ , BaCO ₃ , La ₂ (CO ₃ ) ₃ , Ce ₂ (CO ₃ ) ₃ , NaAl ( CO ₃ ) (OH) ₂ and mixtures thereof. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die pulverförmige Flussmittelzusammensetzung umfasst: (A) wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sc₂O₃, Cr₂O₃, Y₂O₃, ZrO₂, HfO₂, La₂O₃, Ce₂O₃, Al₂O₃ und CeO₂; und (B) wenigstens eines von: (i) einem Metalloxid, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Li₂O, BeO, B₂O₃, B₆O, MgO, SiO₂, CaO, TiO, Ti₂O₃, VO, V₂O₃, V₂O₄, V₂O₅, CrO₃, MnO, MnO₂, Mn₂O₃, Mn₃O₄, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄, CoO, Co₃O₄, NiO, Ni₂O₃, Cu₂O, CuO, ZnO, Ga₂O₃, GeO₂, As₂O₃, Rb₂O, SrO, ZrO₂, NiO, NiO₂, Ni₂O₅, MoO₃, MoO₂, RuO₂, Rh₂O₃, RhO₂, PdO, Ag₂O, CdO, In₂O₃, SnO, SnO₂, Sb₂O₃, TeO₂, TeO₃, Cs₂O, BaO, Ta₂O₅, WO₂, WO₃, ReO₃, Re₂O₇, PtO₂, Au₂O₃ und Mischungen davon; (ii) einem Metallhalogenid, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus LiCl, LiBr, LiI, Li₂NiBr₄, Li₂CuCl₄, LiAlCl₄, LiGaCl₄, Li₂PdCl₄, NaCl, NaBr, NaAuBr₄, NaAlCl₄, Na₂PdCl₄, Na₂PtCl₄, MgCl₂, MgBr₂, KCl, KBr, K₂RuCl₅, K₂IrCl₆, K₂PtCl₆, K₂PtCl₆, K₂ReCl₆, K₃RhCl₆, K₂PtI₆, KAuBr₄, K₂PdBr₄, K₂PdCl₄, CaBr₂, CaCl₂, CaI₂, ScBr₃, ScCl₃, ScI₃, VCl₂, VCl₃, CrCl₃, CrBr₃, CrCl₂, MnCl₂, MnBr₂, MnI₂, FeBr₂, FeBr₃, FeCl₂, FeCl₃, FeI₂, CoBr₂, CoCl₂, CoI₂, NiBr₂, NiCl₂, NiI₂, CuBr, CuBr₂, CuCl, CuCl₂, CuI, ZnBr₂, ZnCl₂, ZnI₂, GaBr₃, Ga₂Cl₄, GaCl₃, GaI₃, GaBr₂, GeBr₂, GeI₂, GeI₄, RbBr, RbCl, RbI, SrBr₂, SrCl₂, SrI₂, YCl₃, YI₃, YBr₃, ZrBr₄, ZrCl₄, ZrI₂, YBr, ZrBr₄, ZrCl₄, ZrI₄, NbCl₅, MoCl₃, MoCl₅, RuI₃, RhCl₃, PdBr₂, PdCl₂, PdI₂, AgCl, AgI, CdBr₂, CdCl₂, CdI₂, InBr, InBr₃, InCl, InCl₂, InCl₃, InI, InI₃, SnBr₂, SnCl₂, SnI₂, SnI₄, SnCl₃, SbI₃, CsBr, CsCl, CsI, BaCl₂, BaI₂, HfCl₄, TaCl₅, WCl₄, WCl₆, ReCl₃, ReCl₅, IrCl₃, PtBr₂, PtCl₂, AuBr₃, AuCl, AuCl₃, AuI, KAuCl₄, LaBr₃, LaCl₃, LaI₃, CeBr₃, CeCl₃, CeI₃ und Mischungen davon; (iii) einem Oxometallat, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus LiIO₃, LiBO₂, Li₂SO₃, LiClO₄, Na₂B₄O₇, NaBO₃, Na₂SiO₃, NaVO₃, Na₂MoO₄, Na₂SeO₄, Na₂SeO₃, Na₂TeO₃, K₂SiO₃, K₂CrO₄, K₂Cr₂O₇, CaSiO₃, BaMnO₄, und Mischungen davon; und (iv) einem Metallkarbonat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Li₂CO₃, Na₂CO₃, NaHCO₃, MgCO₃, K₂CO₃, CaCO₃, Cr₂(CO₃)₃, MnCO₃, CoCO₃, NiCO₃, CuCO₃, Rb₂CO₃, SrCO₃, Y₂(CO₃)₃, Ag₂CO₃, CdCO₃, In₂(CO₃)₃, Sb₂(CO₃)₃, C₂CO₃, BaCO₃, La₂(CO₃)₃, Ce₂(CO₃)₃, NaAl(CO₃) (OH)₂, und Mischungen davon, mit der Maßgabe, dass die pulverförmige Flussmittelzusammensetzung keine fluorhaltige Verbindung enthält. The method of claim 1, wherein the powdery flux composition comprises: (A) at least one selected from the group consisting of Sc ₂ O ₃ , Cr ₂ O ₃ , Y ₂ O ₃ , ZrO ₂ , HfO ₂ , La ₂ O ₃ , Ce ₂ O ₃ , Al ₂ O ₃ and CeO ₂ ; and (B) at least one of: (i) a metal oxide selected from the group consisting of Li ₂ O, BeO, B ₂ O ₃ , B ₆ O, MgO, SiO ₂ , CaO, TiO, Ti ₂ O ₃ , VO , V ₂ O ₃ , V ₂ O ₄ , V ₂ O ₅ , CrO ₃ , MnO, MnO ₂ , Mn ₂ O ₃ , Mn ₃ O ₄ , FeO, Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , CoO, Co ₃ O ₄ , NiO, Ni ₂ O ₃ , Cu ₂ O, CuO, ZnO, Ga ₂ O ₃ , GeO ₂ , As ₂ O ₃ , Rb ₂ O, SrO, ZrO ₂ , NiO, NiO ₂ , Ni ₂ O ₅ , MoO ₃ , MoO ₂ , RuO ₂ , Rh ₂ O ₃ , RhO ₂ , PdO, Ag ₂ O, CdO, In ₂ O ₃ , SnO, SnO ₂ , Sb ₂ O ₃ , TeO ₂ , TeO ₃ , Cs ₂ O, BaO, Ta ₂ O ₅ , WO ₂ , WO ₃ , ReO ₃ , Re ₂ O ₇ , PtO ₂ , Au ₂ O ₃ and mixtures thereof; (ii) a metal halide selected from the group consisting of LiCl, LiBr, LiI, Li ₂ NiBr ₄ , Li ₂ CuCl ₄ , LiAlCl ₄ , LiGaCl ₄ , Li ₂ PdCl ₄ , NaCl, NaBr, NaAuBr ₄ , NaAlCl ₄ , Na ₂ PdCl ₄ , Na ₂ PtCl ₄ , MgCl ₂ , MgBr ₂ , KCl, KBr, K ₂ RuCl ₅ , K ₂ IrCl ₆ , K ₂ PtCl ₆ , K ₂ PtCl ₆ , K ₂ ReCl ₆ , K ₃ RhCl ₆ , K ₂ PtI ₆ , KAuBr ₄ , K ₂ PdBr ₄ , K ₂ PdCl ₄ , CaBr ₂ , CaCl ₂ , CaI ₂ , ScBr ₃ , ScCl ₃ , ScI ₃ , VCl ₂ , VCl ₃ , CrCl ₃ , CrBr ₃ , CrCl ₂ , MnCl ₂ , MnBr ₂ , MnI ₂ , FeBr ₂ , FeBr ₃ , FeCl ₂ , FeCl ₃ , FeI ₂ , CoBr ₂ , CoCl ₂ , CoI ₂ , NiBr ₂ , NiCl ₂ , NiI ₂ , CuBr, CuBr ₂ , CuCl, CuCl ₂ , CuI, ZnBr ₂ , ZnCl ₂ , ZnI ₂ , GaBr ₃ , Ga ₂ Cl ₄ , GaCl ₃ , GaI ₃ , GaBr ₂ , GeBr ₂ , GeI ₂ , GeI ₄ , RbBr, RbCl, RbI, SrBr ₂ , SrCl ₂ , SrI ₂ , YCl ₃ , YI ₃ , YBr ₃ , ZrBr ₄ , ZrCl ₄ , ZrI ₂ , YBr, ZrBr ₄ , ZrCl ₄ , ZrI ₄ , NbCl ₅ , MoCl ₃ , MoCl ₅ , RuI ₃ , RhCl ₃ , PdBr ₂ , PdCl ₂ , PdI ₂ , AgCl, AgI, CdBr ₂ , CdCl ₂ , CdI ₂ , InBr, InBr ₃ , InCl, InCl ₂ , InCl ₃ , InI, InI ₃ , Sn Br ₂ , SnCl ₂ , SnI ₂ , SnI ₄ , SnCl ₃ , SbI ₃ , CsBr, CsCl, CsI, BaCl ₂ , BaI ₂ , HfCl ₄ , TaCl ₅ , WCl ₄ , WCl ₆ , ReCl ₃ , ReCl ₅ , IrCl ₃ , PtBr ₂ , PtCl ₂ , AuBr ₃ , AuCl, AuCl ₃ , AuI, KAuCl ₄ , LaBr ₃ , LaCl ₃ , LaI ₃ , CeBr ₃ , CeCl ₃ , CeI _3, and mixtures thereof; (iii) an oxometalate selected from the group consisting of LiIO ₃ , LiBO ₂ , Li ₂ SO ₃ , LiClO ₄ , Na ₂ B ₄ O ₇ , NaBO ₃ , Na ₂ SiO ₃ , NaVO ₃ , Na ₂ MoO ₄ , Na ₂ SeO ₄ , Na ₂ SeO ₃ , Na ₂ TeO ₃ , K ₂ SiO ₃ , K ₂ CrO ₄ , K ₂ Cr ₂ O ₇ , CaSiO ₃ , BaMnO ₄ , and mixtures thereof; and (iv) a metal carbonate selected from the group consisting of Li ₂ CO ₃ , Na ₂ CO ₃ , NaHCO ₃ , MgCO ₃ , K ₂ CO ₃ , CaCO ₃ , Cr ₂ (CO ₃ ) ₃ , MnCO ₃ , CoCO ₃ , NiCO ₃ , CuCO ₃ , Rb ₂ CO ₃ , SrCO ₃ , Y ₂ (CO ₃ ) ₃ , Ag ₂ CO ₃ , CdCO ₃ , In ₂ (CO ₃ ) ₃ , Sb ₂ (CO ₃ ) ₃ , C ₂ CO ₃ BaCO ₃ , La ₂ (CO ₃ ) ₃ , Ce ₂ (CO ₃ ) ₃ , NaAl (CO ₃ ) (OH) ₂ , and mixtures thereof, with the proviso that the powdered flux composition does not contain a fluorine-containing compound. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Erwärmung nicht unter einer Inertgasatmosphäre erfolgt.The method of claim 1 wherein the heating is not under an inert gas atmosphere. Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend Kontrollieren einer Erwärmungsrate des reflektierenden Metalls durch Lenken eines Plasmasuppressionsgases über eine erwärmte Oberfläche der Flussmittelschicht, um ein Plasma zu verschieben, das durch den Laserstrahl erzeugt wird.The method of claim 1, further comprising controlling a heating rate of the reflective metal by directing a plasma suppressing gas over a heated surface of the flux layer to displace a plasma generated by the laser beam. Verfahren, umfassend: Anwenden eines Laserstrahls an einer pulverförmigen Flussmittelzusammensetzung, die mit einem reflektierenden Metall in Kontakt steht, so dass thermische Energie, die durch die Flussmittelzusammensetzung vom Laserstrahl absorbiert wird, zu dem reflektierenden Metall übertragen wird, um einen Schmelzpool zu bilden; und Abkühlen- und Verfestigenlassen des Schmelzpools zu einer Metallschicht, die von einer Schlackenschicht bedeckt ist. Method, comprising: Applying a laser beam to a powdered flux composition in contact with a reflective metal such that thermal energy absorbed by the flux composition from the laser beam is transferred to the reflective metal to form a melt pool; and Allowing the melt pool to cool and solidify to a metal layer covered by a slag layer. Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine Partikelgröße der pulverförmigen Flussmittelzusammensetzung von etwa 0,005 mm bis etwa 5 mm Durchmesser reicht.The method of claim 12, wherein a particle size of the powdered flux composition ranges from about 0.005 mm to about 5 mm in diameter. Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine Frequenz des Laserstrahls größer als 1 µm ist.The method of claim 12, wherein a frequency of the laser beam is greater than 1 micron. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das reflektierende Metall ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Aluminium und Silber.The method of claim 12, wherein the reflective metal is selected from the group consisting of copper, aluminum and silver. Verfahren nach Anspruch 12, wobei: die pulverförmige Flussmittelzusammensetzung die Form einer separaten Flussmittelschicht aufweist, die eine Schicht aus Füllmaterial bedeckt, die das reflektierende Metall umfasst; und eine Dicke der separaten Flussmittelschicht von etwa 1 mm bis etwa 10 mm reicht.The method of claim 12, wherein: the powdered flux composition is in the form of a separate flux layer covering a layer of filler material comprising the reflective metal; and a thickness of the separate flux layer ranges from about 1 mm to about 10 mm. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die pulverförmige Flussmittelzusammensetzung wenigstens eines umfasst von: (i) einem Metalloxid; (ii) einem Metallhalogenid; (iii) einem Oxometallat; und (iv) einem Metallkarbonat.The method of claim 12, wherein the powdery flux composition comprises at least one of: (i) a metal oxide; (ii) a metal halide; (iii) an oxometalate; and (iv) a metal carbonate. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die pulverförmige Flussmittelzusammensetzung umfasst: (A) wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sc₂O₃, Cr₂O₃, Y₂O₃, ZrO₂, HfO₂, La₂O₃, Ce₂O₃, Al₂O₃ und CeO₂; und (B) wenigstens eines von: (i) einem Metalloxid, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Li₂O, BeO, B₂O₃, B₆O, MgO, SiO₂, CaO, TiO, Ti₂O₃, VO, V₂O₃, V₂O₄, V₂O₅, CrO₃, MnO, MnO₂, Mn₂O₃, Mn₃O₄, FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄, CoO, Co₃O₄, NiO, Ni₂O₃, Cu₂O, CuO, ZnO, Ga₂O₃, GeO₂, As₂O₃, Rb₂O, SrO, ZrO₂, NiO, NiO₂, Ni₂O₅, MoO₃, MoO₂, RuO₂, Rh₂O₃, RhO₂, PdO, Ag₂O, CdO, In₂O₃, SnO, SnO₂, Sb₂O₃, TeO₂, TeO₃, Cs₂O, BaO, Ta₂O₅, WO₂, WO₃, ReO₃, Re₂O₇, PtO₂, Au₂O₃ und Mischungen davon; (ii) einem Metallhalogenid, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus LiCl, LiBr, LiI, Li₂NiBr₄, Li₂CuCl₄, LiAlCl₄, LiGaCl₄, Li₂PdCl₄, NaCl, NaBr, NaAuBr₄, NaAlCl₄, Na₂PdCl₄, Na₂PtCl₄, MgCl₂, MgBr₂, KCl, KBr, K₂RuCl₅, K₂IrCl₆, K₂PtCl₆, K₂PtCl₆, K₂ReCl₆, K₃RhCl₆, K₂PtI₆, KAuBr₄, K₂PdBr₄, K₂PdCl₄, CaBr₂, CaCl₂, CaI₂, ScBr₃, ScCl₃, ScI₃, VCl₂, VCl₃, CrCl₃, CrBr₃, CrCl₂, MnCl₂, MnBr₂, MnI₂, FeBr₂, FeBr₃, FeCl₂, FeCl₃, FeI₂, CoBr₂, CoCl₂, CoI₂, NiBr₂, NiCl₂, NiI₂, CuBr, CuBr₂, CuCl, CuCl₂, CuI, ZnBr₂, ZnCl₂, ZnI₂, GaBr₃, Ga₂Cl₄, GaCl₃, GaI₃, GaBr₂, GeBr₂, GeI₂, GeI₄, RbBr, RbCl, RbI, SrBr₂, SrCl₂, SrI₂, YCl₃, YI₃, YBr₃, ZrBr₄, ZrCl₄, ZrI₂, YBr, ZrBr₄, ZrCl₄, ZrI₄, NbCl₅, MoCl₃, MoCl₅, RuI₃, RhCl₃, PdBr₂, PdCl₂, PdI₂, AgCl, AgI, CdBr₂, CdCl₂, CdI₂, InBr, InBr₃, InCl, InCl₂, InCl₃, InI, InI₃, SnBr₂, SnCl₂, SnI₂, SnI₄, SnCl₃, SbI₃, CsBr, CsCl, CsI, BaCl₂, BaI₂, HfCl₄, TaCl₅, WCl₄, WCl₆, ReCl₃, ReCl₅, IrCl₃, PtBr₂, PtCl₂, AuBr₃, AuCl, AuCl₃, AuI, KAuCl₄, LaBr₃, LaCl₃, LaI₃, CeBr₃, CeCl₃, CeI₃ und Mischungen davon; (iii) einem Oxometallat, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus LiIO₃, LiBO₂, Li₂SO₃, LiClO₄, Na₂B₄O₇, NaBO₃, Na₂SiO₃, NaVO₃, Na₂MoO₄, Na₂SeO₄, Na₂SeO₃, Na₂TeO₃, K₂SiO₃, K₂CrO₄, K₂Cr₂O₇, CaSiO₃, BaMnO₄, und Mischungen davon; und (iv) einem Metallkarbonat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Li₂CO₃, Na₂CO₃, NaHCO₃, MgCO₃, K₂CO₃, CaCO₃, Cr₂(CO₃)₃, MnCO₃, CoCO₃, NiCO₃, CuCO₃, Rb₂CO₃, SrCO₃, Y₂(CO₃)₃, Ag₂CO₃, CdCO₃, In₂(CO₃)₃, Sb₂(CO₃)₃, C₂CO₃, BaCO₃, La₂(CO₃)₃, Ce₂(CO₃)₃, NaAl(CO₃) (OH)₂, und Mischungen davon, mit der Maßgabe, dass die pulverförmige Flussmittelzusammensetzung keine fluorhaltige Verbindung enthält. The method of claim 12, wherein the powdery flux composition comprises: (A) at least one selected from the group consisting of Sc ₂ O ₃ , Cr ₂ O ₃ , Y ₂ O ₃ , ZrO ₂ , HfO ₂ , La ₂ O ₃ , Ce ₂ O ₃ , Al ₂ O ₃ and CeO ₂ ; and (B) at least one of: (i) a metal oxide selected from the group consisting of Li ₂ O, BeO, B ₂ O ₃ , B ₆ O, MgO, SiO ₂ , CaO, TiO, Ti ₂ O ₃ , VO , V ₂ O ₃ , V ₂ O ₄ , V ₂ O ₅ , CrO ₃ , MnO, MnO ₂ , Mn ₂ O ₃ , Mn ₃ O ₄ , FeO, Fe ₂ O ₃ , Fe ₃ O ₄ , CoO, Co ₃ O ₄ , NiO, Ni ₂ O ₃ , Cu ₂ O, CuO, ZnO, Ga ₂ O ₃ , GeO ₂ , As ₂ O ₃ , Rb ₂ O, SrO, ZrO ₂ , NiO, NiO ₂ , Ni ₂ O ₅ , MoO ₃ , MoO ₂ , RuO ₂ , Rh ₂ O ₃ , RhO ₂ , PdO, Ag ₂ O, CdO, In ₂ O ₃ , SnO, SnO ₂ , Sb ₂ O ₃ , TeO ₂ , TeO ₃ , Cs ₂ O, BaO, Ta ₂ O ₅ , WO ₂ , WO ₃ , ReO ₃ , Re ₂ O ₇ , PtO ₂ , Au ₂ O ₃ and mixtures thereof; (ii) a metal halide selected from the group consisting of LiCl, LiBr, LiI, Li ₂ NiBr ₄ , Li ₂ CuCl ₄ , LiAlCl ₄ , LiGaCl ₄ , Li ₂ PdCl ₄ , NaCl, NaBr, NaAuBr ₄ , NaAlCl ₄ , Na ₂ PdCl ₄ , Na ₂ PtCl ₄ , MgCl ₂ , MgBr ₂ , KCl, KBr, K ₂ RuCl ₅ , K ₂ IrCl ₆ , K ₂ PtCl ₆ , K ₂ PtCl ₆ , K ₂ ReCl ₆ , K ₃ RhCl ₆ , K ₂ PtI ₆ , KAuBr ₄ , K ₂ PdBr ₄ , K ₂ PdCl ₄ , CaBr ₂ , CaCl ₂ , CaI ₂ , ScBr ₃ , ScCl ₃ , ScI ₃ , VCl ₂ , VCl ₃ , CrCl ₃ , CrBr ₃ , CrCl ₂ , MnCl ₂ , MnBr ₂ , MnI ₂ , FeBr ₂ , FeBr ₃ , FeCl ₂ , FeCl ₃ , FeI ₂ , CoBr ₂ , CoCl ₂ , CoI ₂ , NiBr ₂ , NiCl ₂ , NiI ₂ , CuBr, CuBr ₂ , CuCl, CuCl ₂ , CuI, ZnBr ₂ , ZnCl ₂ , ZnI ₂ , GaBr ₃ , Ga ₂ Cl ₄ , GaCl ₃ , GaI ₃ , GaBr ₂ , GeBr ₂ , GeI ₂ , GeI ₄ , RbBr, RbCl, RbI, SrBr ₂ , SrCl ₂ , SrI ₂ , YCl ₃ , YI ₃ , YBr ₃ , ZrBr ₄ , ZrCl ₄ , ZrI ₂ , YBr, ZrBr ₄ , ZrCl ₄ , ZrI ₄ , NbCl ₅ , MoCl ₃ , MoCl ₅ , RuI ₃ , RhCl ₃ , PdBr ₂ , PdCl ₂ , PdI ₂ , AgCl, AgI, CdBr ₂ , CdCl ₂ , CdI ₂ , InBr, InBr ₃ , InCl, InCl ₂ , InCl ₃ , InI, InI ₃ , Sn Br ₂ , SnCl ₂ , SnI ₂ , SnI ₄ , SnCl ₃ , SbI ₃ , CsBr, CsCl, CsI, BaCl ₂ , BaI ₂ , HfCl ₄ , TaCl ₅ , WCl ₄ , WCl ₆ , ReCl ₃ , ReCl ₅ , IrCl ₃ , PtBr ₂ , PtCl ₂ , AuBr ₃ , AuCl, AuCl ₃ , AuI, KAuCl ₄ , LaBr ₃ , LaCl ₃ , LaI ₃ , CeBr ₃ , CeCl ₃ , CeI _3, and mixtures thereof; (iii) an oxometalate selected from the group consisting of LiIO ₃ , LiBO ₂ , Li ₂ SO ₃ , LiClO ₄ , Na ₂ B ₄ O ₇ , NaBO ₃ , Na ₂ SiO ₃ , NaVO ₃ , Na ₂ MoO ₄ , Na ₂ SeO ₄ , Na ₂ SeO ₃ , Na ₂ TeO ₃ , K ₂ SiO ₃ , K ₂ CrO ₄ , K ₂ Cr ₂ O ₇ , CaSiO ₃ , BaMnO ₄ , and mixtures thereof; and (iv) a metal carbonate selected from the group consisting of Li ₂ CO ₃ , Na ₂ CO ₃ , NaHCO ₃ , MgCO ₃ , K ₂ CO ₃ , CaCO ₃ , Cr ₂ (CO ₃ ) ₃ , MnCO ₃ , CoCO ₃ , NiCO ₃ , CuCO ₃ , Rb ₂ CO ₃ , SrCO ₃ , Y ₂ (CO ₃ ) ₃ , Ag ₂ CO ₃ , CdCO ₃ , In ₂ (CO ₃ ) ₃ , Sb ₂ (CO ₃ ) ₃ , C ₂ CO ₃ BaCO ₃ , La ₂ (CO ₃ ) ₃ , Ce ₂ (CO ₃ ) ₃ , NaAl (CO ₃ ) (OH) ₂ , and mixtures thereof, with the proviso that the powdered flux composition does not contain a fluorine-containing compound. Verfahren nach Anspruch 12, des Weiteren umfassend Einspritzen von Verstärkungspartikeln in den Schmelzpool, sodass die Metallschicht eine dispersionsverstärkte Metallschicht ist, wobei die Verstärkungspartikel mindestens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Metalloxid, einem Metallkarbid und dem Metallnitrid umfassen.The method of claim 12, further comprising injecting reinforcing particles into the molten pool so that the metal layer is a dispersion reinforced metal layer, wherein the reinforcing particles comprise at least one selected from the group consisting of a metal oxide, a metal carbide and the metal nitride. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Kühlen des Schmelzpools mit einer gerichteten Kontrolle einer Wärmeübertragung auf effektive Weise erfolgt, um eine geometrische Form von daraus resultierenden Kornstrukturen in der Metallschicht zu kontrollieren.The method of claim 12, wherein cooling the melt pool with a directional control Heat transfer is effectively carried out to control a geometric shape of resulting grain structures in the metal layer.

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