高溫釬料釬焊氮化硅陶瓷的連接工藝及機理研究.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，研究氮化硅陶瓷的連接具有十分重要的理論和實用價值。本文利用Cu-Pd-Ti和Au-Ni-V兩種活性釬料釬焊連接氮化硅陶瓷，研究了連接工藝參數(shù)對釬焊接頭組織和性能的影響，通過SEM、EDS、XRD分析了接頭中元素的成分分布、反應(yīng)產(chǎn)物的類型和分布，探討了界面的連接機理。
　　使用Cu-Pd-Ti釬料釬焊連接預(yù)金屬化的Si3N4陶瓷。接頭的構(gòu)成為：靠近陶瓷的TiN反應(yīng)層，反應(yīng)層與釬料之間的

2、TiN和Ti5Si3組成的連接層，焊縫中間的Cu基固溶體以及固溶體中的TiN、PdTiSi、Pd2Si反應(yīng)生成相。連接接頭的組織和性能受連接工藝規(guī)范的影響，連接溫度升高和保溫時間的延長，接頭界面處的TiN反應(yīng)層厚度基本不變，連接層厚度增大，Cu基固溶體中的TiN和Pd2Si相數(shù)量增多，尺寸增大，PdTiSi相的數(shù)量減少。在1423K以下，接頭的彎曲強度隨釬焊溫度提高和保溫時間的延長而升高。當溫度超過1423K時，接頭強度隨溫度的升高和保

3、溫時間的延長急劇下降。使用Cu-Pd-Ti釬料釬焊連接Si3N4陶瓷的連接機理為：在Si3N4陶瓷與釬料界面處形成TiN反應(yīng)層。
　　使用Au-Ni-V釬料釬焊連接Si3N4陶瓷，可獲得可靠的接頭。接頭的構(gòu)成為：陶瓷與釬料界面的VN反應(yīng)層，焊縫中的Au基固溶體以及固溶體中的富Ni相。隨著連接溫度的提高，VN反應(yīng)層逐漸變厚，連接強度隨釬焊溫度的提高而升高。隨著連接時間延長，連接界面的VN反應(yīng)層增厚，Au基固溶體中的富Ni相尺寸增大，