Au-Ni-V釬料釬焊氮化硅陶瓷接頭的組織及性能研究.pdf

1、氮化硅陶瓷是最有希望在高溫下應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)陶瓷，研究Si3N4陶瓷的連接具有十分重要的理論和實(shí)用價(jià)值。本文采用Au-Ni-V活性釬料釬焊Si3N4陶瓷，研究連接工藝參數(shù)對(duì)釬焊接頭的組織和性能的影響，并通過(guò)SEM、EDS、XRD分析了元素的成分分布，以及反應(yīng)產(chǎn)物的類型，探討了界面的連接機(jī)理。
　　使用Au-Ni-V釬料直接釬焊Si3N4陶瓷，可獲得可靠的接頭。整個(gè)接頭由三部分組成：陶瓷與釬料界面之間的V2N反應(yīng)層，焊縫中的Au[Ni

2、]固溶體，以及Au[Ni]固溶體中均勻分布的Ni[Si,V,Au]固溶體。在較高溫度或者較長(zhǎng)保溫時(shí)間時(shí)，接頭中間會(huì)有新相Ni3Si生成。
　　隨著連接溫度的提高，V2N反應(yīng)層變厚，Ni[Si,V,Au]固溶體分布更加均勻，接頭的彎曲強(qiáng)度隨之升高，在1423K時(shí)彎曲強(qiáng)度達(dá)到222.4MPa。當(dāng)釬焊溫度繼續(xù)升高時(shí)，界面反應(yīng)層厚度沒(méi)有明顯變化，但更多的Si擴(kuò)散到接頭內(nèi)部和Ni發(fā)生反應(yīng)，生成金屬間化合物Ni3Si，導(dǎo)致接頭強(qiáng)度降低。

3、>　　隨著保溫時(shí)間延長(zhǎng)，界面反應(yīng)層增厚，Ni[Si,V,Au]固溶體分布逐漸趨于均勻化，接頭強(qiáng)度隨保溫時(shí)間的延長(zhǎng)而提高。但過(guò)長(zhǎng)的保溫時(shí)間會(huì)導(dǎo)致金屬間化合物Ni3Si形成，降低接頭彎曲強(qiáng)度。
　　釬料中V的含量由4.76at.％提高到10at.%，可以提高對(duì)陶瓷母材的潤(rùn)濕性，改善接頭的性能。
　　改變釬料的添加方式，可以有效的促進(jìn)V的擴(kuò)散，改善接頭內(nèi)部的顯微組織形態(tài)，且提高焊合率，所以得到的接頭力學(xué)性能提高，在1423K保溫6