钎焊氮化硅陶瓷的Ag-Cu基钎料的研究进展

Si3N4陶瓷具有耐磨、耐高温、高硬度和抗腐蚀等许多优良性能,在宇航、能源等领域有着重要应用。但是,陶瓷在常温下韧性差,难以制备复杂形状的零件。采用连接技术制备陶瓷/金属复合构件,既可以利用Si3N4陶瓷材料优异的高温性能,又可以发挥出金属材料的塑性和韧性,满足现代工程应用的需要。陶瓷连接技术是结构陶瓷实用化的有效手段,焊料成分对连接体的性能具有决定性作用。Ag-Cu基钎焊料是一种较有应用前景的新型钎焊材料。主要从焊料成分的角度,重点总结了钎焊Si3N4陶瓷的Ag-Cu基钎焊材料的发展现状,并展望了Ag-Cu基钎焊材料的发展趋势。     

Co—Ti,Ti—Zr—Cu高温钎料在Si3N4陶瓷上润湿性与界面连接

设计了Ｃｏ－Ｔｉ，Ｔｉ－Ｚｒ－Ｃｕ两种高温钎料，进行了它们与Ｓｉ３Ｎ４表面的润湿性实验，利用ＸＲＤ分析钎焊合金与陶瓷界面，结果表明Ｃｏ－Ｔｉ合金中Ｔｉ以化合形态形式存在时，钎料不润湿Ｓｉ３Ｎ４陶瓷，钎焊合金与陶瓷间的办面连接强度与基体材料及界面反应产物密切相关。     

Al及其合金作钎料或中间层连接陶瓷—金属

综述了Ａｌ及其一些合金对陶瓷的润湿性,以及用Ａｌ及其合金连接陶瓷－金属的各种影响因素,阐述了用Ａｌ及其合金连接陶瓷－金属要解决的主要问题是预防连接过程中Ａｌ的氧化和如何提高接头的高温性能。     

用Y2O3—Al2O3—SiO2—Si3N4钎料连接氮化硅复相陶瓷

研究了用Ｙ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－Ｓｉ３Ｎ４,钎料对氮化硅复相陶瓷的连接。对连接界面进行了ＳＥＭ,ＥＰＭＡ和ＸＲＤ分析,接头强度随着保温时间,连接温度的增加而逐渐增加。在达到峰值后,连接强度逐渐降低,在ＹＡＳ钎料中添加氮化硅,可以降低接头界面的热应力,改善接头强度。     

用快速凝固Sn活性钎料低温连接ZnO陶瓷

在大气中成功地用快速凝固Ｓｎ基活性钎料低温连接ＺｎＯ陶瓷，接头的剪切强度明显高于用普通凝固钎料的最高达６０Ｍａ。     

钎焊陶瓷专用 Ag 基活性钎料的抗氧化性能

用 TGA 技术研究了 Ag_(57)Cu_(38)Ti_5活性钎料在873K 流动空气中氧化的动力学规律,并用 X射线能谱分析(EDAX)和 X 射线衍射分析研究了氧化产物的化学组成和相结构。结果表明,这种Ag 基活性钎料的氧化动力学规律精确地服从抛物线定律,在873K 时抛物线速率常数为6.29×10~(-5)mg~2cm~(-4)s~(-1)。氧化膜由 Cu_2O 和 CuO 两相组成,其中溶有少量的 Ag。与 Ag-Cu 共晶钎料的氧化性能对比,发现钎料中含有少量的 Ti,对钎料在高温下的氧化抗力不利。     

电子微连接高温无铅钎料的研究进展

基于环保的压力和人类健康的需求,电子产品微连接材料采用无铅钎料代替传统含铅钎料已是必然趋势。总结了新型无铅高温钎料的基本要求,重点评述了Bi基合金、Au基合金、Zn基合金和Sn-Sb基合金等几类钎料国内外研究现状,指出通过多元合金相图计算、合金化、材料复合化的方式开发成本、工艺性能均能与含铅钎料相媲美的无铅高温钎料。     

陶瓷-金属连接活性钎料的研究与发展

陶瓷-金属活性法连接的关键之一是活性钎料。目前研究最多、公认最好的活性纤料是Ag-Cu-Ti系钎料,研究高温连接性能好的活性钎料是活性法陶瓷-金属连接的发展趋势。国内一些精密陶瓷-金属活性法连接强度已达到世界先进水平,今后应注重应用研究。     

镍基高温粘带钎料

目前,在航空发动机的高温合金和不锈钢的钎焊中,常用的高温钎料为Ni-Cr-Si-B系合金,因为它有良好的高温综合性能。但是由于Si和B的含量较高,使得这种钎料很脆,无法轧制变形.起初只能以粉状或膏状使用。近来为使用方便,出现了粘带钎料。     

Si3N4陶瓷与Si3N4陶瓷及金属连接的研究进展

对Si3N4陶瓷与Si3N4陶瓷、Si3N4陶瓷与金属的连接工艺进展进行了系统的介绍 ,重点评述了Si3N4直接钎焊法、Si3N4间接钎焊法、Si3N4陶瓷玻璃焊法的研究进展 ,并提出了今后研究的重点     

一种新型Cu-Mn-Ni-Zn钎料的研制

研制了一种用于高效燃气轮机回热器的新型Cu Mn Ni Zn基钎料 ,确定了钎料的化学成分 ,研究了钎料的工艺成型性能、力学性能和焊接性能。结果表明 ,钎料的熔点、室温和高温拉伸强度、流动性等性能均能满足使用要求。     

Nb对Zr基钎料及钎焊连接SiC陶瓷的影响

研究在Zr-20Cu钎料基础上添加元素Nb对钎料及SiC陶瓷钎焊接头微观结构和力学性能的影响.结果表明:添加Nb后钎料的相组成物主要是α-Zr、β-Zr、β-Nb和CuZr2,且随着Nb含量增加,晶界处的大尺寸第二相CuZr2不断减少,从而提高了钎料的耐腐蚀性;添加Nb钎料可有效地填充SiC陶瓷之间的间隙,且钎焊接头中无孔隙和裂缝;钎焊接头处形成了一定厚度的界面反应层,生成物质主要有ZrC、Zr2 Si、Nb2 C和Nb5 Si3;Nb2 C和Nb5 Si3可降低钎焊接头的脆性,其与Nb的固溶强化共同作用,提高了接头的剪切强度.当Nb含量较低时,SiC陶瓷接头的剪切强度随Nb含量(0％～10％,质量分数,下同)的增加而提高,其中Nb含量为10％时,接头断口处存在大量韧窝,接头强度达到最大值(86 MPa);但当Nb含量继续增加到15％时,由于Nb过量导致钎料熔点升高,使得接头剪切强度有所降低.     

氮化硅陶瓷的液相连接研究

本文研究了用氧氮玻璃作为中间层材料连接氮化硅陶瓷．结果表明,在1600℃×30min、5MPa的外加压力条件下,氮化硅陶瓷的结合强度达到基体氮化硅陶瓷的57％．结合层内的结构与基体氨化硅十分相似,但是晶粒尺寸较细,两者结构上的一致性对于提高结合强度起着重要的作用．     

用Ti50Cu＋W钎料连接Si／SiC复相陶瓷与殷钢的研究

采用真空钎焊方法,以Ti50Cu W钎料连接Si/SiC复相陶瓷与殷钢.观察分析了获得接头显微组织结构,测定了接头的力学性能,研究了工艺参数和增强相W含量对接头组织结构和力学性能的影响.研究结果表明:采用Ti50Cu W钎料连接Si/SiC复相陶瓷与殷钢,可获得连接良好、组织致密的接头,W含量30%(体积分数),钎焊温度970℃,保温时间5rain时,接头室温剪切强度达到最大值106MPa.     

用快速凝固Sn基活性针料低温连接ZnO陶瓷

在大气中成功地用快速凝固Ｓｎ基活性钎料低温连接ＺｎＯ陶瓷．接头的剪切强度明显高于用普通凝固钎料的，最高达６０ＭＰａ．     

22Ti-78Si高温共晶钎料对SiC陶瓷的钎焊连接

利用非自耗电弧熔融技术制备的22Ti-78Si (wt%)高温共晶钎料实现SiC陶瓷连接. 采用SEM、材料试验机研究了工艺参数对钎焊接头的组织结构、强度和断口形貌的影响规律. 结果表明: 在钎焊温度1380~1420℃、保温时间5~20min、钎料厚度50~200 μm条件下, 均能实现SiC陶瓷连接, 在1400℃、保温时间10min和钎料厚度100μm的条件下, SiC/22Ti-78Si/SiC接头剪切强度最大值可达125MPa.     

液相连接氮化硅陶瓷的结合强度研究

本文用玻璃焊料研究了氮化硅陶瓷的液相连接,探讨了组份（0～10wt％α－Si₃N₄）、温度（1450～1650℃）和保温时间（10～120min）对结合强度的影响规律．结果表明,α－Si₃N₄的加入提高了液态焊料的粘度,降低了焊料的流动性,导致结合强度下降．采用组份为不含α－Si₃N₄的纯氧化物玻璃焊料在1600℃、保温30min可以得到较为理想的结合强度．     

自韧氮化硅陶瓷的研究进展

评述了自韧氮化硅的发展概况及研究现状，讨论了显微结构及力学性能的相互关系及其研究进展，指出了存在的问题及发展趋势。