陶瓷與金屬的連接方法

1、陶瓷與金屬的連接方法陶瓷與金屬的連接方法主要有：粘合劑粘接、機(jī)械 連接、熔化焊、釬焊、固相擴(kuò)散連接、自蔓延高溫合成連接、 瞬時(shí)液相連接等連接方法。將陶瓷與金屬連接起來制成復(fù)合 構(gòu)件，可充分發(fā)揮兩種材料的性能優(yōu)點(diǎn)，對于改善結(jié)構(gòu)件內(nèi) 部應(yīng)力分布狀態(tài)、降低制造成本、拓寬陶瓷材料的應(yīng)用范圍 具有特別重要的意義。1、粘合劑粘接：是利用膠粘劑將陶瓷與金屬連接在一起，主要應(yīng)用于飛機(jī)的應(yīng)急修理、炮 彈與導(dǎo)彈的輔助件連接、渦輪和壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的修復(fù)等處。盡 管粘接連接可以一定程度緩解陶瓷與金屬間的熱應(yīng)力且工 藝簡單、效率高，但接頭強(qiáng)度通常小于100MPa，使用溫度 一般低于200C，大多用于靜載荷和超低靜載荷零件。

2、2、機(jī)械連接：機(jī)械連接是一種借助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的連接方法，有螺 栓連接和熱套連接兩種。機(jī)械連接由于方便已經(jīng)在部分增壓 轉(zhuǎn)子與金屬的連接中應(yīng)用。熱套連接獲得的接頭具有一定的 氣密性，但僅限于低溫使用，且這種接頭具有較大的殘余應(yīng) 力。3、釬焊連接：釬焊是最常用的連接陶瓷與金屬的方法之一，它是以熔點(diǎn)比母材低的材料做釬料，加熱到略高 于釬料熔點(diǎn)的溫度，利用熔化的液態(tài)釬料潤濕被連接材料表 面，從而填充接頭間隙，通過母材與釬料間元素的互擴(kuò)散實(shí) 現(xiàn)連接。包括直接釬焊和間接釬焊。4、固相擴(kuò)散連接:是將被連接材料置于真空或惰性氣氛中，使其在高溫和壓力 作用下局部發(fā)生塑性變形，通過原子間的互擴(kuò)散或化學(xué)反應(yīng) 形成反應(yīng)層，

3、實(shí)現(xiàn)可靠連接。按連接方式，可分為直接擴(kuò)散 連接和間接擴(kuò)散連接。固相擴(kuò)散連接適用于各種陶瓷與金屬 的連接，相對于釬焊連接，其具有連接強(qiáng)度高，接頭質(zhì)量穩(wěn) 定、耐腐蝕性能好，可實(shí)現(xiàn)大面積連接，且接頭不存在低熔 點(diǎn)釬料金屬或合金，能夠獲得耐高溫接頭等優(yōu)點(diǎn)。5、熔化焊：采用高能束具有加熱和冷卻速度快的優(yōu)點(diǎn)，能在陶 瓷不熔化的條件下使金屬熔化，形成連接。熔化焊連接陶瓷 和金屬主要包括激光焊和電子束焊接。此法能獲得高溫下穩(wěn) 定的接頭，但是需要對被連接材料進(jìn)行預(yù)熱和緩冷，而且陶 瓷與金屬組配相對困難，連接工藝參數(shù)難以控制，設(shè)備造價(jià) 昂貴。 6、瞬時(shí)液相連接：簡稱為TLP連接或液相擴(kuò)散 焊，是在真空條件下，施加

4、較小或不施加壓力，當(dāng)溫度達(dá)到 中間層熔點(diǎn)或中間層與母材元素通過互擴(kuò)散形成低熔共品 產(chǎn)物時(shí)，在中間層與母材之間形成液相薄膜，通過中間層降熔元素向母材擴(kuò)散及母材中高熔點(diǎn)元素向液相中溶解， 使液相層熔點(diǎn)不斷升高，并在等溫條件下凝固，最后經(jīng)過均 勻化形成致密接頭。瞬時(shí)液相連接綜合了釬焊和固相擴(kuò)散焊 的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成功應(yīng)用在金屬間化合物、先進(jìn)陶瓷、耐熱耐 蝕超合金、單晶合金等多種先進(jìn)材料的連接。7、自蔓 延高溫合成(SHS)連接：是在陶瓷和金屬之間預(yù)置高溫焊料， 點(diǎn)燃焊料產(chǎn)生短時(shí)間高溫燃燒，以SHS反應(yīng)放出的熱為高溫 熱源，以SHS產(chǎn)物為焊料，使陶瓷-金屬界面迅速融合，并 快冷形成牢固的連接。SHS連接材料的配方、壓力、氣氛等 均易于控制，反應(yīng)時(shí)間短，能顯著地減少連接時(shí)間，但是反 應(yīng)速度太快，焊料燃燒時(shí)間難于