β-sialon-玻璃中間層連接Si3N4陶瓷接頭的組織與性能.pdf

1、本文設(shè)計(jì)了不同β-sialon含量的β-sialon-玻璃焊料，評(píng)定了焊料在氮化硅表面的潤(rùn)濕性，并以其連接氮化硅陶瓷，研究了連接工藝參數(shù)對(duì)連接接頭顯微組織結(jié)構(gòu)和性能的影響。
　　熱分析結(jié)果顯示β-sialon-玻璃焊料在1250℃以上開(kāi)始發(fā)生反應(yīng)，焊料中的α-Si3N4在1440℃開(kāi)始溶解，隨溫度升高溶解速度增加。潤(rùn)濕性試驗(yàn)表明，只有β-sialon含量較低的焊料能在氮化硅表面很好的潤(rùn)濕和鋪展，隨焊料中設(shè)計(jì)β-sialon含量的增

2、加，焊料在氮化硅表面潤(rùn)濕性變差。潤(rùn)濕性試樣的微觀組織觀察發(fā)現(xiàn)，氮化硅陶瓷界面處存在厚度為20-50μm的擴(kuò)散層，焊料鋪展層中生成了長(zhǎng)棒狀的β-sialon相，隨焊料中設(shè)計(jì)的β-sialon含量的增加，氮化硅母材中的擴(kuò)散層厚度下降，實(shí)際生成的β-sialon含量增加。
　　使用β-sialon含量整個(gè)接頭主要有三部分組成：β-sialon-玻璃中間層，兩側(cè)Si3N4陶瓷母材和陶瓷母材內(nèi)靠近界面處的擴(kuò)散層。分析連接工藝對(duì)接頭組織和性能

3、的影響發(fā)現(xiàn)，隨連接溫度升高，界面擴(kuò)散和反應(yīng)速度增加，焊縫厚度下降，15β′焊料的接頭強(qiáng)度隨溫度增加而降低；30β′和45β′焊料，連接溫度對(duì)連接強(qiáng)度的影響具有峰值效應(yīng)；60β′焊料的接頭強(qiáng)度隨溫度增加而增加。連接保溫時(shí)間延長(zhǎng)，界面反應(yīng)和界面擴(kuò)散程度增加，焊縫中間層厚度下降，對(duì)15β′焊料連接強(qiáng)度隨連接保溫時(shí)間延長(zhǎng)而降低；對(duì)于30β′和45β′焊料，連接強(qiáng)度隨連接保溫時(shí)間延長(zhǎng)先增加后降低；對(duì)于60β′焊料，連接強(qiáng)度隨連接保溫時(shí)間延長(zhǎng)而增加