擴散連接單晶α-Al2O3工藝的研究.pdf

1、單晶α-Al2O3強度高、硬度大、耐高溫、抗腐蝕、耐磨性好、摩擦系數(shù)小、電阻率高，而且還具有良好的熱傳導(dǎo)性和電氣絕緣性，最關(guān)鍵的是單晶α-Al2O3在可見光和MWIR波段具有良好的透光性，被認(rèn)為是紅外軍事裝備、衛(wèi)星光學(xué)窗口的理想材料。新的高性能光學(xué)系統(tǒng)窗口尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人工生長的最大單晶α-Al2O3。為滿足這種需求，需要發(fā)展一種低成本的邊緣連接工藝，從較小熔體生長的坯料生產(chǎn)大面積的單晶α-Al2O3窗口。本文采用擴散連接工藝進行單晶α-

2、Al2O3的連接。研究了連接工藝參數(shù)、中間層制備方法對接頭顯微結(jié)構(gòu)和連接性能的影響，利用SEM、EDS和XRD等分析手段對接頭界面結(jié)構(gòu)進行了研究。
　　采用酒精混漿中間層連接單晶α-Al2O3，實驗表明接頭強度隨連接溫度的升高先升高后降低，隨著卸壓時間的變化不是很明顯。本實驗條件下，最佳工藝參數(shù)為：P=1MPa，T=1650℃，t=120min，接頭的最大連接強度為157.16MPa。這種方法中間層流失較多，致密度很差。從接頭斷口

3、的分析可以知道，斷裂都是發(fā)生在中間層內(nèi)部，斷口比較平整，連接強度較低。
　　采用粉末中間層的連接，連接層與母材之間界面結(jié)合良好，接頭組織得到顯著改善，大缺陷明顯減少，中間層較致密，在中間層與母材之間大部分區(qū)域都已看不出連接界線，連接界面處的潤濕情況良好。最高連接強度達226MPa。
　　為了繼續(xù)改善中間層的性能，本文采用流延法制備出一系列厚度不同的箔片，進行了初步的試驗，得到了更為均勻、致密的中間層。連接的工藝參數(shù)在今后將進