Si 3 N 4 /TC4活性钎焊连接机理与性能

发布时间：2021-10-16 03:58

　　针对Si₃N₄/TC4复合结构钎焊连接问题,研究了钎料和母材中活性元素Ti对Si₃N₄/TC4接头润湿性、界面结合机制和力学性能的影响。进行了润湿、接头显微组织分析和剪切强度试验,结果表明:活性元素Ti对于钎料在陶瓷表面的润湿起主要作用,Ag-Cu钎料通过TC4母材中Ti元素的长程扩散进入Si₃N₄界面虽然实现润湿,但形成的反应产物并不明显,陶瓷/钎料界面成为断裂薄弱区域。Ag-Cu-Ti钎料中Ti元素在Si₃N₄一侧界面富集形成TiN+Ti₅Si₃反应层,对钎料在陶瓷界面润湿性和接头断裂脆性都具有改善作用,接头剪切强度达到267.3 MPa。 

【文章来源】：上海航天(中英文). 2020,37(04)CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

Ag-Cu和Ag-Cu-Ti钎料在TC4表面的润湿性

Ag-Cu和Ag-Cu-Ti两种钎料在Si3N4陶瓷表面的润湿性试验结果如图2所示。将方形钎料片置于Si3N4陶瓷表面，在840℃保温10 min后可以发现，Ag-Cu钎料呈球形，在Si3N4表面几乎不润湿。而Ag-Cu-Ti钎料润湿性良好，虽然铺展效果如不TC4表面，但仍然实现了润湿结合。结果表明，活性元素Ti的添加对于Ag-Cu钎料在陶瓷表面的润湿起主要作用。2.2 Si3N4/TC4润湿性

为进一步研究两种钎料对Si3N4/TC4复合结构润湿性的影响，对比了Ag-Cu和Ag-Cu-Ti两种钎料钎焊钛合金/陶瓷表面的润湿效果，将钎料片置于Si3N4和TC4之间，钎焊后效果如图3所示。Ag-Cu钎料和Ag-Cu-Ti钎料都实现了润湿，而且在陶瓷侧面形成了良好的润湿角。Ag-Cu-Ti在TC4表面润湿倾向更好一些，但整体润湿效果基本一致。结果表明，虽然不含活性元素Ti的Ag-Cu钎料无法在Si3N4表面铺展，但在Si3N4与TC4钎焊时确能实现润湿，表明钎焊过程中TC4中Ti元素扩散进入钎料中起到了活化陶瓷表面作用，但该过程受元素扩散控制，并且当所焊合金母材中无Ti元素时，钎焊效果将受到影响。3 显微组织分析

【参考文献】：
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本文编号：3439103