Si3N4陶瓷真空釬焊工藝與接頭強(qiáng)化研究.pdf

1、本文分別采用Cu-Ti釬料、Ag-Cu-Ti+TiN顆粒復(fù)合釬料、Ag-Cu-Ti釬料+Ti/Al/Ti復(fù)合層進(jìn)行了Si3N4陶瓷的連接,研究了接頭組織、界面反應(yīng)和接頭性能的影響因素。
　　 進(jìn)行了Cu-Ti釬料不同的組分設(shè)計(jì),并采用設(shè)計(jì)的Cu-Ti釬料在不同的工藝參數(shù)下進(jìn)行了Si3N4陶瓷間的連接。結(jié)果表明:采用Cu85Til5釬料在1180℃的連接溫度下,保溫10min比5min時(shí)釬縫組織更致密、均勻,釬縫寬度明顯變寬,沒有

2、明顯的孔洞、疏松等缺陷,釬縫中主要由主要由Cu-Ti基體與金屬間化合物CuTi2構(gòu)成,形成了一層約5-6μm的連續(xù)的界面反應(yīng)層;采用Cu80Ti20釬料與Cu85Ti15釬料相比時(shí)(1180℃,保溫10min)釬縫的寬度有所增加,界面反應(yīng)層的變化也不大。
　　 研究了Ag-Cu-Ti釬料+TiN顆粒復(fù)合釬料在不同工藝參數(shù)下釬焊Si3N4陶瓷,結(jié)果表明:隨著TiN顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加(5％、10%、15%),焊縫的寬度有所增加,Ti

3、N的顆粒度更加均一,接頭的強(qiáng)度也逐步升高(15%B寸達(dá)到141.6MPa),但增強(qiáng)顆粒TiN的加入對反應(yīng)層的影響不大;隨著保溫時(shí)間的增加,接頭的剪切強(qiáng)度先上升再下降,在20min時(shí)接頭的強(qiáng)度相對較高(達(dá)到126.4MPa),保溫時(shí)間至20min時(shí),界面反應(yīng)層的厚度增加,此時(shí)固溶體的分布也比較均勻,接頭的剪切強(qiáng)度明顯有一定的提高,而保溫時(shí)間繼續(xù)升高至30min時(shí),界面反應(yīng)層的厚度不再增加,但接頭內(nèi)部的固溶體卻相對減少,從而使接頭的緩解殘余

4、應(yīng)力的能力下降,導(dǎo)致接頭的剪切強(qiáng)度降低。
　　 本文還研究了Ag-Cu-Ti釬料+Ti/Al/Ti復(fù)合層通過原位反應(yīng)生成金屬間化合物進(jìn)行了Si3N4陶瓷的連接,分析結(jié)果表明:Al箔和Ti箔的厚度、AgCuTi初始厚度、保溫時(shí)間以及復(fù)合中間層表面處理狀態(tài)等因素均對接頭的組織產(chǎn)生一定的影響;通過一步加熱和二步加熱的對比表明,二步加熱更有利于細(xì)化金屬間化合物顆粒,適當(dāng)降低界面反應(yīng)層的厚度,因此更有利于接頭的性能;當(dāng)Ti箔和Al箔厚度較