Cu-Ni-Ti合金钎料对Si_3N_4陶瓷的润湿与连接

采用座滴法研究了Ｃ４－Ｎｉ－（２７—５６）Ｔｉ合金（原子分数,％,下刚在Ｓｉ３Ｎ４陶瓷上的润湿行为选用真空熔炼合金Ｃｕ３８Ｎｉ３０Ｔｉ３２和Ｃｕ３４Ｎｉ２７Ｔｉ３９作为钎料时,获得的Ｓｉ３Ｎ／Ｓｉ３Ｎ４接头的强度不理想在降低钎料含Ｔｉ量的同时适当降低含Ｎｉ量,重新设计了两种Ｃｕ－Ｎｉ－Ｔｉ（Ｓｉ,Ｂ）合金钎料,并采用膏状形式改善针料成分的均匀性,在１３５３Ｋ,１０ｍｉｎ的针焊条件下获得的Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ３Ｎ４接头最高三点弯曲强度分别提高至３３８．８和２０６９ＭＰａ,并对Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ３Ｎ。接头的界面反应进行了分析     

用非晶态合金作中间层扩散连接Si_3N_4与40Cr钢的研究

本文采用非晶态Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ薄膜和纯Ｎｉ缓释层作复合中间层，较好地实现了ｓｉ_３Ｎ_４与４０Ｃｒ钢的扩散连接，连接时间和连接温度及缓释层厚度对接头的强度影响很大最佳连接工艺为：９００℃·４０ｍｉｎ·３０ＭＰａ，Ｎｉ缓释层的合适厚度为１ｍｍ接头的微观分析表明：缓释层与非晶态Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ之间存在着较强的物理冶金交互作用，导致非晶态中间层中的Ｔｉ的活度降低，并产生脆性金属间化合物，使接头强度下限Ｍｏ是较理想的阻挡层材料在非晶态Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ与Ｎｉ缓释层之间插入Ｍｏ层，能有效地抑制两者间的物理冶金交互作用，并缓解了接头的残余热应力，提高了接头的强度本文提出了陶瓷与金属扩散连接接头的新模式为：陶瓷／用于扩散反应的中间层／阻挡层／缓释层／金属。     

用非晶态合金作中间层对Si_3N_4陶瓷进行扩散焊连接

研制了两种非晶态物质Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０），Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ作为对Ｓｉ_３Ｎ_４扩散焊连接的中间层材料．研究结果表明：用非晶态作为中间层可改善工艺条件，降低扩散焊温度；非晶态中间层接头比其相应晶态中间层接头的剪切强度有明显提高．其中硼对提高接头剪切强度贡献很大．用非晶态Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ作中间层时，接头强度最高可达３４０ＭＰａ用晶态和非晶态Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０），Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ作中间层对Ｓｉ_３Ｎ_４进行扩散焊连接的机制是：活性元素Ｔｉ向陶瓷界面扩散和富集并与Ｓｉ_３Ｎ_４发生反应生成界面相ＴｉＮ，ＴｉＳｉ_２等．从而实现连接．     

Cu—Nu—Ti合金钎料对Si3N4陶瓷的润湿与连接

采用座滴法研究了Ｃｕ－Ｎｉ－（２７－５６）Ｔｉ合金（原子分数,％,下同）在Ｓｉ３Ｎ４陶瓷上的润湿行为。选用真空熔炼合金Ｃｕ３８Ｎｉ３０Ｔｉ３２和Ｃｕ３４Ｎｉ２７Ｔｉ３９作为钎料时,获得的Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ３Ｎ４接头的强度不理想。     

Si_3N_4－钢铁钎接用银－铜－钛钎料及其钎接工艺

研究了合金型Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ钎料成分对Ｓｉ_３Ｎ_４浸润性及钎接温度对该系钎料钎接Ｓｉ_３Ｎ_４－钢铁的钎接强度的影响。用该工艺进行Ｓｉ_３Ｎ_４电热塞中Ｓｉ_３Ｎ_４发热体与金属外套的钎接，经综合测试可知满足Ｓｉ_３Ｎ_４电热塞技术要求。     

活性元素Ti在Ni基钎焊合金／Si3N4界面上动态行为研究

通过润湿性试验研究了Ｎｉ－Ｔｉ合金及（ＢＮｉ－２＋Ｔｉ）合金中Ｔｉ在Ｓｉ３Ｎ４表面的动态行为。利用ＥＰＭＡ和Ｘ－Ｒａｙ技术,分析了Ｎｉ基钎焊合金与Ｓｉ３Ｎ４陶瓷间界面元素分布像及界面相产物。高温Ｎｉ基钎焊合金中Ｔｉ与Ｎｉ的亲合力很强,使合金中Ｔｉ难于向Ｓｉ３Ｎ４侧偏聚而失去活性。热力学计算表明合金中Ｔｉ与Ｓｉ３Ｎ４的界面反应不仅与反应吉布氏自由能△Ｇ有关,也与Ｔｉ在合金中扩散激活能及Ｓｉ３Ｎ４的分解能有关。     

用非晶态合金作中间层对Si3N4陶瓷进行扩散焊连接

研制了两种非晶态物质Ｃｕ５０Ｔｉ５０，Ｃｕ５０Ｔｉ５０Ｂ作为对Ｓｉ３Ｎ４扩散焊连接的中间层材料，研究结果表明，用非晶态作为中间层可改善工艺条件；降低扩散焊温度；非晶态中间层接头比其相应晶态中以接头的剪切强度有明显提高。其中硼对提高接头剪切强度贡献很大。用非晶态Ｃｕ５０Ｔｉ５０Ｂ作中间层时，接头强度最高可达３４０ＭＰａ。用晶态和非晶态Ｃｕ５０Ｔｉ５０，Ｃｕ５０Ｔｉ５０Ｂ作中间层对Ｓｉ３Ｎ４进行扩散焊     

残余热应力对Si3N4／金属钎焊接头性能的影响

利用Ｘ射线衍射微区应力测定及剪切断裂实验方法研究了Ｓｉ３Ｎ４／金属钎焊接头中的残余热应力分布,分析和讨论了残余热应力对接头断裂形式及强度的影响。结果表明,在Ｓｉ３Ｎ４／金属钎焊接头中由于残余热应力的作用,使断裂常常发生在Ｓｉ３Ｎ４一侧。本实验通过选用热膨胀系数与Ｓｉ３Ｎ４相近的金属进行钎焊,结果可以有效地降低接头中的残余热应力,提高接头强度。另外,钎焊界面上Ｃｕ应力缓解层的加入也有利于使接头中残余热应力进一步降低。     

压力钎焊改善Si3N4/40Cr钢接头强度的试验研究

分析了Ｓｉ３Ｎ４／４０Ｃｒ钢钎焊接头缓冲层机制。利用压力钎焊促进缓冲层产生塑性变形,降低了接头的残余应力,提高了接头强度。软性缓冲层Ｃｕ和Ｎｂ易于产生较大的塑性变形,接头强度有明显提高;硬性缓冲层Ｔａ不易产生塑性变形,接头强度无明显提高。缓冲层塑性变形愈大,接头强度愈高。使用Ｃｕ作缓冲层材料,当外加压力为２７ＭＰａ时,接头拉伸强度可达６２．３ＭＰａ。ＥＰＭＡ结果表明,在加压和无压状态下,接头中各元素在垂直界面方向上的总体分布不发生变化。加压可以减小接头钎缝宽度,控制接头间隙。压力钎焊也有助于其它异种材料的连接。     

用非晶态合金作中间层扩散连接Si3N4与40Cr钢的研究

本文采用非晶态Ｃｕ５０Ｔｉ５０Ｂ薄膜和纯Ｎｉ缓释层作复合中间层，较好地实现了Ｓｉ３Ｎ４与４０Ｃｒ钢的扩散连接，连接时间和连接温度及缓释层厚度对接头的强度影响很大，最佳连接工艺为：９００℃．４０ｍｉｎ．３０ＭＰａ，Ｎｉ缓释层的合适工为１ｍｍ，接头的微观分析表明，缓释层与非晶态Ｃｕ５０Ｔｉ５０Ｂ之间存在着较强的物理冶金交互作用，导致非晶态中间层的Ｔｉ的活度降低，并产生脆性金属间化合物，使接头强度下降，     

金属间化合物提高陶瓷接头高温性能的作用

研究了连接过程中通过原位形成金属间化合物来提高Ｓｉ３Ｎ４陶瓷接头高温性能的可能性。研究了用Ｔｉ／Ｎｉ／Ｔｉ多层中间层在１０００－１１５０℃温度范围内以过渡液相连接Ｓｉ３Ｎ４陶瓷时Ｔｉ和Ｎｉ层厚度、连接时施加的压力以及连接温度与保温时间等因素对接头组织和强度（包括室温和高温强度）的影响规律。结果表明,在合理控制连接工艺和中间层金属厚度的条件下,可以通过原位形成金属间的获得室温和高温强度均较好的接头,     

SiC陶瓷与TiAl合金的真空钎焊

采用Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ钎料对常压烧结的ＳｉＣ陶瓷与ＴｉＡｌ金属间化合物进行了真空钎焊,并对接头的微观组织和室温强度进行了研究。结果表明,利用Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ钎料可以实现ＳｉＣ与ＴｉＡｌ的连接;接头界面具有明显的层状结构,即由Ｔｉ－Ｓｉ合金层、富Ｃｕ相与富Ａｇ相的双相层和Ｔｉ－Ａｌ－Ｃｕ合金层组成;在１１７３Ｋ和１０ｍｉｎ的钎焊条件下,接头室温剪切强度达互１７３ＭＰａ。     

Si3N4—钢铁针接用银—铜—钛钎料及其钎接工艺

研究了合金Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ钎料成分对Ｓｉ３Ｎ４浸润性及针接温度对该钎料钎接Ｓｉ３Ｎ４－钢铁的钎接强度的强度。用该工艺进行了Ｓｉ３Ｎ４发热体与金属外套的钎接。经综合测试可知满足Ｓｉ３Ｎ４电热塞技术要求。     

Si_3N_4/Ti/Ni/Ti/Si_3N_4部分瞬间液相连接接头的强度与断裂

在温度为１２７３ ～１４２３ Ｋ、时间为０ ．９ ～７ ．２ ｋｓ 和０ ．１ ＭＰａ 压应力的条件下进行了Ｓｉ３Ｎ４／Ｔｉ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｓｉ３Ｎ４ 的部分瞬间液相连接, 结合ＳＥＭ, ＥＤＳ 和ＸＲＤ 测试结果, 分析了连接温度和时间对接头常温四点弯曲强度和断裂方式的影响。通过用反应层厚度来表征界面强度, 用σＲｅｓθｍａｘ 来评价近界面陶瓷断裂, 用σＲｅｓθ＝ ０ 来评价界面断裂, 建立了界面强度、陶瓷强度和残余应力与接头强度和三种断裂类型的关系模型。     

SiC陶瓷与TC4钛合金反应钎焊的研究

采用Ｃｕ箔对常压烧结的ＳｉＣ陶瓷与ＴＣ４钛合金进行了接触反应钎焊,并对接头的微观组织,形成机理和室温强度进行了研究。结果表明,利用Ｃｕ箔可以在低于其熔点的温度实现ＳｉＣ与ＴＣ４钛合金的连接。接头界面具有明显的层状结构,即由Ｔｉ－Ｃｕ－Ｓｉ合金层,Ｔｉ－Ｃｕ合金层和富Ｔｉ的Ｔｉ－Ｃｕ－Ａｌ合金层组成。在１２７３Ｋ的条件下连续５ｍｉｎ,接头室温关照切达到１８６ＭＰａ。     

粗真空条件下锡基钎料与Sialon陶瓷的润湿和连接

采用座滴法和四点弯曲方法研究了粗真空条件下锡基钎料在Ｓｉａｌｏｎ陶瓷上的润湿性和连接强度．在１Ｐａ，１１７３Ｋ，２０ｍｉｎ的实验条件下，锡基钎料的静态润湿角小于２０°．加入Ｚｎ，Ｐｂ后，钎料钎焊Ｓｉａｌｏｎ／Ｓｉａｌｏｎ陶瓷时的接头连接强度有明显提高，Ｓｎ－５Ｃｕ－５Ｔｉ，Ｓｎ－５Ｃｕ－５Ｔｉ－２０Ｚｎ，Ｓｎ－５Ｃｕ－５Ｔｉ－１０Ｐｂ的平均接头连接强度分别为９０．８，１５３．４，１６９．１ＭＰａ；最高接头连接强度分别为１１９．８，２００，２１６．７ＭＰａ．在粗真空条件下锡基钎料可以实现陶瓷的良好连接，且接头残余应力较小．本文首次观察到锡基钎料中挥发性组元Ｚｎ对粗真空条件下润湿前驱膜有明显的影响．对临界润湿温度、粗真空条件下第三组元的作用及这种活性钎料的潜在应用价值进行了讨论．     

Si3N4／Ti／Ni／Ti／Si3N4部分瞬间液相连接接头的强度与断裂

在温度为１２７３－１４２３Ｋ,时间为０．９－７．２ｋｓ和０．１ＭＰａ压应力的条件下进行了Ｓｉ３Ｎ４／Ｔｉ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｓｉ３Ｎ４的部分瞬间液相连接,结合ＳＥＭ,ＥＤＳ和ＸＲＤ测试结果,分析了连接温度和时间对接头常温四点弯曲强度和断裂方式的影响。通过用反应层厚度来表征界面强度,用σ＾Ｒｅｓθｍａｘ来评价近界面陶瓷断裂,用σＲｅｓθ－０来评价界面断裂,建立了界面强度、陶瓷强度和残余应力与接头强度和三种     

Al2O3/AgCuTi/Nb接头强度及改善

在钎焊温度１０４３～１３９３Ｋ、钎焊时间３～６０ｍｉｎ条件下,对Ａｌ２Ｏ３／（Ａｇ７２Ｃｕ２８）９７Ｔｉ３／Ｎｂ接头进行了钎焊试验。结果证实,（Ａｇ７２Ｃｕ２８）９７Ｔｉ钎料能有效实现Ａｌ２Ｏ３与Ｎｂ连接并可获得较高连接强度。结合ＳＥＭ及ＥＤＳ测试结果,探讨分析了工艺参数对接头强度的影响,提出了改善接头强度的工艺措施。     

反应层厚度对AI203／AgCuTi／Ti—6AI—4V接头强度的影响

通过保持一定钎焊温度,改变钎焊时间得到不同反应层厚度的ＡＩ２Ｏ３／ＡｇＣｕＴｉ界面。结合扫描电镜（ＳＥＭ）和力学试验结果,分析了反应层厚度对ＡＩ２Ｏ３／ＡｇＣｕＴｉ／Ｔｉ－６ＡＩ－４Ｖ接头强度的影响。结果表明：厚度为１．５μｍ时,接头强度达到最大值１２５ＭＰａ;厚度小于１μｍ,剪切试样沿反应层和ＡＩ２Ｏ３陶瓷界面断裂;大于３μｍ,沿反应层断裂,反应层厚度较薄时,接头强度取决盱界面强度和残余应力的大小;反应层厚度较厚时,接头强度取决于反应层自身强度和残余应力的大小。     

用Fe-Ti合金扩散连接SiC陶瓷

利用Ｆｅ－Ｔｉ合金在１４７３～１７２３Ｋ、０．９～５．４ｋｓ的接合条件下对常压烧结ＳｉＣ陶瓷进行了真空扩散连接,接头中形成ＴｉＣ、ＦｅＳｉ、Ｔｉ５Ｓｉ３反应相。试验结果表明,用Ｆｅ－５０Ｔｉ（ａｔ％）合金,在１６２３Ｋ、２．７ｋｓ的接合条件下,接头的高温（９７３Ｋ）剪切强度达到１３３ＭＰａ。