氧化物陶瓷用Ag-CuO基釬料及工藝的研究.pdf

1、陶瓷材料表現(xiàn)出許多良好的高溫性能,并能在惡劣條件下保持良好的環(huán)境穩(wěn)定性。然而,大型或復(fù)雜組件的使用受到加工成本的影響,這就需要制造小的元件,并將其連接在一起。在高溫和氧化環(huán)境條件下,接頭性能會(huì)受到很大的影響。最近,一種被稱為反應(yīng)空氣釬焊(RAB)的新技術(shù),在陶瓷連接方面顯示了巨大潛力。與傳統(tǒng)的活性會(huì)屬釬焊不同,它采用的是一種高溫下形成液相的氧化物-金屬釬料,并且釬焊過(guò)程不需要真空或惰性氣氛保護(hù)。
　　 本文采用Ag、CuO、Ti

2、粉配制Ag-CuO系和Ag-CuO-Ti系粉末釬料,分別對(duì)氧化鋁陶瓷和氧化鋯陶瓷進(jìn)行反應(yīng)空氣釬焊試驗(yàn)。通過(guò)DSC、鋪展性能試驗(yàn)、金相分析、掃描電子顯微鏡、能譜分析、X射線衍射及四點(diǎn)彎曲試驗(yàn),分別對(duì)釬料的熔化特征、鋪展性能和接頭的顯微硬度、微觀結(jié)構(gòu)、界面物相組成、接頭強(qiáng)度等進(jìn)行了測(cè)定和分析。本文研究成果如下:
　　 1)在Ag-CuO系釬料中加入少量Ti,提高了釬料的鋪展性能,當(dāng)Ti加入量為0.5m01％時(shí)效果較好。采用RAB釬焊

3、技術(shù),當(dāng)釬焊溫度為1100℃,保溫時(shí)間為10min時(shí),Ag-8CuO-0.5Ti釬料的鋪展性能、界面硬度過(guò)渡情況和接頭強(qiáng)度等綜合性能最好。
　　 2)釬焊過(guò)程中,釬料中各組分向陶瓷基體擴(kuò)散,氧化鋁陶瓷基體內(nèi)的Al元素和氧化鋯陶瓷中的Zr元素也向釬料內(nèi)擴(kuò)散和溶解。在Ag-CuO系釬料中添加少量的Ti,氧化鋁陶瓷接頭中黑色過(guò)渡層在界面處堆積減少,釬料大量滲入氧化鋁陶瓷母材。
　　 3)Ag-CuO系釬料與氧化鋁陶瓷發(fā)生界面反

4、應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物為CuAlO2和CuAl2O4,與氧化鋯陶瓷未發(fā)生界面反應(yīng);Ag-CuO-Ti釬料與氧化鋁陶瓷和氧化鋯陶瓷均發(fā)生了界面反應(yīng),反應(yīng)的產(chǎn)物分別為CuAl2O4、TiO2和ZrTiO4,TiO2。
　　 4)在試驗(yàn)范圍內(nèi),Ag-CuO系釬料中CuO為8mol％時(shí)氧化鋁和氧化鋯釬焊接頭的四點(diǎn)彎曲強(qiáng)度分別達(dá)到最大值206.11MPa、454.58MPa。Ag-8CuO中加入0.5mol％提高了接頭強(qiáng)度。在1100℃保溫10mi