[發明專利]釬焊多孔Si3N4陶瓷與Invar合金的方法

有效

• 申請號: 201610217879.4
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105643038B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 張杰;劉佳音;劉春鳳;王天鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B23K1/008
• 分類號: B23K1/008;B23K1/20;B23K35/30
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

釬焊多孔Si₃N₄陶瓷與Invar合金的方法，它涉及一種釬焊方法。本發明為了解決Invar合金在釬焊冷卻過程中會在陶瓷與金屬界面上形成較大的殘余熱應力，降低接頭強度的技術問題。本方法如下：一、將Ag?Cu?Ti釬料與粘結劑混合，然后涂在多孔Si₃N₄陶瓷下表面，將Ag?Cu釬料與粘結劑混合，然后涂在Invar合金的上表面，再將Cu箔片夾在Ag?Cu?Ti釬料與Ag?Cu釬料間，得試樣；二、試樣上面加上壓塊放于真空燒結爐中，在300℃保溫，然后在850～950℃保溫，再降溫。采用本發明方法的接頭強度可達73MPa。本發明屬于釬焊領域。

技術領域

本發明涉及一種釬焊方法。

背景技術

先進結構陶瓷材料以自身良好的耐熱，高強度，耐腐蝕等優勢，在國防、能源、航空航天、機械、石化、冶金、電子等行業，各種特殊環境下獲得了重視，并且有著良好的應用前景，也成為了目前許多國家科研領域的焦點，得到了大量人力物力的投入。

在眾多透波陶瓷材料中，氮化物系陶瓷材料(如多孔Si₃N₄陶瓷)具有尺寸穩定性好、承載能力強、抗熱震性好等一系列突出優異的性能，從而成為符合高速巡航導彈天線罩標準的理想材料，近幾十年來，各國科研人員在這一領域投入了大量的人力和物理并且開展了廣泛的研究。金屬的塑韌性均優于陶瓷材料，但其高溫性能、硬度及耐腐蝕等性能要遜于陶瓷材料。而且實際工程中也迫切地需要解決陶瓷和金屬的連接問題，從而有效發揮陶瓷及金屬各自的優勢，獲得綜合性能良好的零部件。近些年來，Si₃N₄陶瓷和金屬的連接問題成為眾多研究者關注的熱點。

天線罩開口一側端面需與導彈彈體金屬材料進行可靠有效的連接，才能滿足實際的工程應用。在實際的工業生產中，在天線罩開口側端部放置一個連接環，天線罩與導彈彈體分別與連接環進行連接，從而實現天線罩罩體與彈體的有效連接。陶瓷材料制備的天線罩往往需要與低膨脹合金材料制備的彈體進行連接，其中常用的低膨脹系數的合金材料為Invar合金，其在室溫下熱膨脹系數僅為1.6×10^-6℃^-1，對多孔Si₃N₄陶瓷與Invar連接問題的研究具有重要的理論指導意義和實用價值。但是多孔Si₃N₄陶瓷與Invar合金的連接鮮有相關報道。

釬焊過程中Invar合金熱膨脹系數隨著溫度升高會有明顯的變化，因此在釬焊冷卻過程中會在陶瓷與金屬界面上形成較大的殘余熱應力，較大的熱應力能夠明顯降低接頭強度，甚至產生顯微裂紋，另一方面Ti元素較為活潑能與Invar合金發生相互作用生成Fe-Ti以及 Ni-Ti相等脆性化合物，從而對接頭強度產生了不利影響。

發明內容

本發明是為了解決Invar合金在釬焊冷卻過程中會在陶瓷與金屬界面上形成較大的殘余熱應力，降低接頭強度的技術問題，提供了一種釬焊多孔Si₃N₄陶瓷與Invar合金的方法。

釬焊多孔Si₃N₄陶瓷與Invar合金的方法按照以下步驟進行：

一、將拋光后的Invar合金以及Cu箔片放入無水乙醇中，超聲波清洗15min；

二、將Ag-Cu-Ti釬料與粘結劑混合，然后涂在多孔Si₃N₄陶瓷下表面，將Ag-Cu釬料與粘結劑混合，然后涂在Invar合金的上表面，再將Cu箔片夾在Ag-Cu-Ti釬料與Ag-Cu 釬料間，得試樣；