Ag-Cu-Ti+SiCp復(fù)合釬料釬焊氮化硅陶瓷的接頭組織及性能研究.pdf

1、氮化硅陶瓷是應(yīng)用廣泛的結(jié)構(gòu)陶瓷之一，研究Si3N4陶瓷的連接具有十分重要的理論和實(shí)用價(jià)值。由于一般合金釬料和Si3N4陶瓷熱膨脹系數(shù)的差異較大，連接后容易在接頭內(nèi)部產(chǎn)生高的殘余應(yīng)力，本文采用Ag-Cu-Ti+SiCp復(fù)合釬料釬焊Si3N4陶瓷，借助SEM、EDS、XRD研究了連接工藝、釬料成分和制備方式對接頭微觀組織和力學(xué)性能的影響。
　　采用機(jī)械攪拌法和機(jī)械合金化法兩種方式制備Ag-Cu-Ti+SiCp復(fù)合釬料。研究表明：在制備

2、低陶瓷含量(SiCp≤5vol.％)復(fù)合釬料時(shí)，機(jī)械攪拌法和機(jī)械合金化法均可獲得性能良好的釬焊接頭，其中機(jī)械合金化釬料得到的接頭綜合性能較好；在制備高陶瓷含量(SiCp>5vol.%)釬料時(shí)，僅機(jī)械合金化法能獲得高性能的接頭。認(rèn)為在控制界面層厚度、陶瓷顆粒粒度以及混合粉末成分均勻度方面機(jī)械合金化法均優(yōu)于機(jī)械攪拌法。
　　采用機(jī)械攪拌法制備的(Ag72Cu28)92Ti8+5vol.%SiCp復(fù)合釬料，在1173K保溫時(shí)間10min

3、釬焊時(shí)，所獲得接頭的三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度達(dá)到506.3MPa。在該釬焊工藝下，母材與釬料界面形成了厚度適中的連續(xù)致密反應(yīng)層；釬縫內(nèi)SiCp陶瓷顆粒與釬料的反應(yīng)能最大限度地降低釬料熱膨脹系數(shù)。較高的釬焊溫度和較長的保溫時(shí)間對接頭性能不利。
　　采用機(jī)械攪拌、機(jī)械合金化兩種方法制備(Ag72Cu28)96Ti4+[X]vol.%SiCp復(fù)合釬料釬焊連接Si3N4陶瓷，當(dāng)X為5vol.%時(shí)，接頭最高強(qiáng)度達(dá)到382.5MPa。提高釬料中陶瓷顆粒的

4、含量，對降低釬料的熱膨脹系數(shù)有利；但同時(shí)釬料流動(dòng)性變差，釬縫組織不致密。采用機(jī)械攪拌法制備的(Ag72Cu28)100-xTix+5vol.%SiCp復(fù)合釬料和機(jī)械合金化制備的(Ag72Cu28)100-xTix+10vol.%SiCp復(fù)合釬料中，當(dāng)X為8wt.%時(shí)，接頭最高強(qiáng)度分別達(dá)到506.3MPa、387.2MPa。與使用小尺寸的SiCp(5μm)制備的復(fù)合釬料相比，采用大尺寸的SiCp(10μm)制備的復(fù)合釬料得到的接頭綜合性能