Au-Ni-V-Pd高溫釬料連接氮化硅陶瓷的工藝及機理研究.pdf

1、Si3N4陶瓷是最有希望在高溫下應用的結構陶瓷之一，研究Si3N4陶瓷的連接具有十分重要的理論意義和實用價值，本文采用Au-Ni-V-Pd活性釬料釬焊Si3N4陶瓷，研究連接工藝參數(shù)和釬料成分變化對釬焊接頭組織和性能的影響，通過SEM、EDS、XRD、TEM分析接頭中各相的成分，確定反應產(chǎn)物的類型，并深入探討界面的連接機理。
　　采用Au-Ni-V-Pd活性釬料直接釬焊Si3N4陶瓷，可成功獲得可靠牢固的接頭。通過顯微組織觀察可知

2、，整個接頭主要由三部分組成：兩側的Si3N4陶瓷母材；接頭中間由 Au基固溶體和富Ni相組成的合金；Si3N4陶瓷與釬料合金之間的VN界面反應層。在一定的溫度范圍內(nèi)(1323K-1423K)，隨著連接溫度升高，界面反應層VN的厚度增加，接頭內(nèi)部的Ni[Si,V]固溶體尺寸逐漸變大，接頭強度隨之升高。但是當溫度過高，達到1473K時，反應層厚度降低，接頭的性能下降。隨著保溫時間的延長，接頭的界面反應層厚度逐漸增加，接頭中的Ni[Si,V]

3、固溶體有長大趨勢，接頭強度隨保溫時間的延長而提高。但過長的保溫時間(90min)會導致金屬間化合物Ni3Si的形成，降低接頭的彎曲強度。另外，隨著連接溫度的升高或者保溫時間的延長，焊縫逐漸變窄。
　　適當提高釬料中V或Pd的含量，可以有效促進界面反應，但是V或Pd的含量過高，對接頭性能產(chǎn)生不利的影響。研究發(fā)現(xiàn)，使用Au54.15Ni36.09V4.76Pd5釬料在1423K釬焊60min時，接頭的室溫抗彎強度可以達到264.4MP