陶瓷-金属低温超声钎焊方法及其连接机理研究

发布时间：2024-02-02 17:26

　　近年来,陶瓷-金属复合构件在机械化工、微电子工业等领域得到了越来越广泛的应用。利用活性钎焊方法焊接陶瓷与金属时,存在焊接温度高、焊后接头残余应力大而使接头可靠性降低的问题。本课题旨在开发应用于陶瓷与金属低温互连的超声钎焊方法,针对陶瓷与金属的低温对接连接,提出了基于针式声极的超声搅拌钎焊方法并实现了Zr O₂陶瓷与金属在低温下的对接连接;针对陶瓷与金属的低温搭接连接,又提出了基于压印声极的超声压印方法并实现了Al N陶瓷表面低温金属化,之后通过与金属的低温钎焊实现了表面敷金属的Al N陶瓷基板的制备。本课题着重研究了陶瓷与金属接头界面的连接机理,具体包括以下内容;利用超声搅拌钎焊方法,在350℃的焊接温度以及大气环境下获得了Zr O₂陶瓷与金属的对接接头。研究发现,超声场作用下,在Zr O₂/Sn基钎料界面和Al/Sn基钎料界面都形成了一层非晶纳米Al₂O₃相,厚度分别为8 nm和13 nm,其形成可以归因于超声空化效应在界面处引发了Al的氧化反应。超声场作用下,在Al/Sn基...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1不同焊接温度下保温10min时ZrO2/Nb接头的微观组织[22]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-4-M.L.Muolo等人[23]研究了活性钎料Ag-Cu-Ti在ZrO2陶瓷、Al2O3-ZrO2复合陶瓷及IN738镍基高温合金表面的润湿、铺展及界面反应，并利用这种钎料成功实现了ZrO2/IN738、Al2O3-ZrO2/IN738、Al2O....

图1-2利用活性金属钎焊方法在850,900,950,1000°C下钎焊ZrO2陶瓷5min时陶瓷的变色现象[24]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-5-们利用不同成分的Ag-Cu-Ti活性钎料与纯度不同的Al2O3陶瓷进行钎焊，结果显示Ag-Cu-Ti钎料/Al2O3钎焊接头的典型界面结构为Ag-Cu-Ti钎料/Cu3Ti3O/γ-TiO/Al2O3。他们认为Ag-Cu-Ti合金钎料和Al2O....

图1-3不同保温条件下Au-Pd-Co-Ni-V熔融态液滴在AlN陶瓷表面铺展形貌[26]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-6-用，钎焊过程中V从钎料合金中扩散至AlN陶瓷表面，和从AlN分解出来的N反应形成了V2N化合物。图1-3不同保温条件下Au-Pd-Co-Ni-V熔融态液滴在AlN陶瓷表面铺展形貌[26](a)加热至1148℃(b)加热至1152℃(c)加热至1....

图1-4使用不同B含量的Ag-Cu+B复合钎料得到的Al2O3/Ti6Al4V钎焊接头的微观形貌(880℃/10min)[28]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-7-接头微观组织细化和残余应力的释放有关。图1-4使用不同B含量的Ag-Cu+B复合钎料得到的Al2O3/Ti6Al4V钎焊接头的微观形貌(880℃/10min)[28](a)0.2(b)0.5(c)1.0(d)1.5(wt.%)X.Y.Dai等人....

本文编号：3892888