Au-Ni-V-Pd高溫釬料連接氮化硅陶瓷的工藝及機(jī)理研究.pdf

1、Si3N4陶瓷是最有希望在高溫下應(yīng)用的結(jié)構(gòu)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(shí)用價(jià)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(duì)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(yīng)產(chǎn)物的類型，并深入探討界面的連接機(jī)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(gè)接頭主要由三部分組成：兩側(cè)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(yīng)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(yīng)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(qiáng)度隨之升高。但是當(dāng)溫度過高，達(dá)到1473K時(shí)，反應(yīng)層厚度降低，接頭的性能下降。隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，接頭的界面反應(yīng)層厚度逐漸增加，接頭中的Ni[Si,V]

3、固溶體有長(zhǎng)大趨勢(shì)，接頭強(qiáng)度隨保溫時(shí)間的延長(zhǎng)而提高。但過長(zhǎng)的保溫時(shí)間(90min)會(huì)導(dǎo)致金屬間化合物Ni3Si的形成，降低接頭的彎曲強(qiáng)度。另外，隨著連接溫度的升高或者保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，焊縫逐漸變窄。
　　適當(dāng)提高釬料中V或Pd的含量，可以有效促進(jìn)界面反應(yīng)，但是V或Pd的含量過高，對(duì)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(shí)，接頭的室溫抗彎強(qiáng)度可以達(dá)到264.4MP