低熔微晶玻璃釬料釬焊高體分SiCp-6063Al復(fù)合材料工藝及機理研究.pdf

1、高體積分數(shù)（50vol.％以上）碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材料（SiCp/Al）具備高比強度、低熱膨脹系數(shù)和較高的尺寸穩(wěn)定性，是一種理想的輕質(zhì)熱控元件及電子封裝材料，在航空航天和軍工領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。實現(xiàn)高體分SiCp/Al復(fù)合材料有效釬焊連接的關(guān)鍵是解決釬料的潤濕問題。本文從高體分SiCp/Al復(fù)合材料表面的陶瓷性質(zhì)出發(fā)，提出使用低熔微晶玻璃釬料在空氣氛圍下釬焊連接60vol.%SiCp/6063Al復(fù)合材料的工藝，同時利用陽極氧化

2、工藝的輔助，改善玻璃釬料在復(fù)合材料表面的潤濕性，以獲得成型良好，可靠性高的釬焊接頭。
　　對低熔微晶玻璃釬料進行DSC曲線測試，從而確定潤濕和釬焊試驗的溫度范圍。采用陽極氧化工藝，在SiCp/6063Al復(fù)合材料表面生長了厚度不均勻的氧化膜。潤濕試驗結(jié)果表明，表面氧化膜的存在可以提高玻璃釬料在SiCp/6063Al復(fù)合材料表面的潤濕效果。同時，潤濕溫度的提高和保溫時間的延長都可以在一定程度上促進潤濕效果。在潤濕溫度450℃，時間1

3、0min的工藝參數(shù)下，玻璃釬料在SiCp/6063Al復(fù)合材料陽極氧化表面的潤濕角為25°。當溫度超過450℃，玻璃釬料中出現(xiàn)大孔徑氣孔。
　　使用玻璃焊膏，對表面陽極氧化后的SiCp/6063Al復(fù)合材料進行了空氣中的釬焊連接，界面處有厚度不均勻的溶解擴散層出現(xiàn)，同時伴隨著Al元素的微量擴散。使用熔煉的玻璃釬料片進行釬焊時，成功地消除了釬焊接頭中的小孔徑氣孔。當釬焊溫度450℃，保溫時間30min時，使用微晶玻璃釬料片釬焊陽極氧