活性焊接
采用活性焊接方法不需要在陶瓷表面进行金属化,但是所选用的钎料须含有活性元素,以利于钎料在蓝宝石表面的润湿。活性焊料中常用的活性元素包括:Ti、Zr、Cr、Ta、V等。目前,研究较多的活性钎料主要有Ag-Cu-Ti、Cu-Ti、Ag-Cu-Ti-Zr系。
宁洪龙等人采用活性钎焊法研究了蓝宝石与热等静压99%氧化铝的封接性能。在845℃-860℃,真空环境下,采用Ag-27.5Cu-2Ti焊料,获得了结合强度为72.5 Mpa 的钎焊接头。文献研究使用 Ag-CuO-Ti系钎料焊接氧化铝陶瓷( Al 2 O 3 > wt95% ),在钎焊温度为1100℃,保温时间为10Min时,Ag-CuO-Ti钎料的铺展性能、界面硬度过渡情况和接头强度最好。档钎料成分含量为Ag-8CuO-0.5Ti( wt% )时,旗呐喊接头的四点弯曲强度达到212.36 Mpa ,接头的断裂形式均为脆性断裂。文献作者认为钎焊温度低,保温时间短,钎料与木材之间的互相作用时间短,界面没有进行充分反应,反应层厚度较薄;反之则界面反应月充分,反应层厚。由于焊缝的反应层都由脆性化合物组成,断裂发生在邻近钎缝的陶瓷侧或钎焊界面处,裂纹沿脆性组织扩展。所以在实际生产应用中,陶瓷连接初期,应设法促使界面反应充分进行,但在达到最佳厚度后迅速停止加热,以防止接头性能的下降。文献报道了采用 Ag-Cu-Ti火星钎料直接钎焊99.7%的高纯氧化铝陶瓷与无氧铜,钎焊温度850℃-900℃,焊后接头抗剪强度达到90 Mpa,接头由 Cu/Ag(Cu),Cu(Ag,Ti)/Cu 3 Ti 3 O(TiO 2 )/ Al 2 O 3 组成,反应层以 Cu 3 Ti 3 O为主。随着钎焊温度提高,铜基体向钎料侧足部渗透,消耗部分活性元素Ti,反应层的厚度和形态明显发生变化,导致接头的抗剪强度降低。顾小龙等人所做的类似研究中,在钎焊温度为900℃,保温时间为5min时,95% Al 2 O 3 陶瓷/ Ag-Cu-Ti/可伐合金4J33(Fe-15Co-33Ni)接头抗剪请阿杜为144 Mpa ,其接头断裂只要发生在陶瓷 -钎料界面处,同时在界面中国形成的 TiFe 2 、TiNi 3 金属间化合物层也会形成裂纹。
使用70Cu-25Ti-5Zr钎料对 Al 2 O 3/ Nb进行钎焊时,在1293K、保温10min的提哦啊剑侠,界面产生了三种新相: Cu 2 Ti 4 O、Ti固溶体、Cu,界面结构为 Al 2 O 3// Cu 2 Ti 4 O/Ti固溶体/CuTi/Cu固溶体+CuTi。强度试验结果表明在上述焊接温度和保温时间下使用Cu70-Ti25-Zr5钎料的接头请阿杜可达到162 Mpa ,增加或减少 Ti的质量分数以及改变保温时间都会使接头抗剪强度下降。使用Ni-Ti钎焊高纯 Al 2 O 3 所得的焊缝的中部为 Ti的固溶体,反应层为Ti 2 Ni,形成一种三明治的牢固、致密的来你姐。专家在研究使用含Ti的Ag-Cu基钎料焊接蓝宝石和KOVAR合金时,发现焊缝中生成了Ti O 、Ti 2 O 2 、 Cu 3 Ti 3 O、Cu 2 Al Ti 3 O等含氧化合物。
目前,在陶瓷与金属的连接中,Ag-Cu-Ti钎料的应用最为广泛。采用这种方法连接蓝宝石与金属,方法简便,连接可靠,省时节能。
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