[發明專利]一種利用復合釬料對多孔氮化硅陶瓷與因瓦合金進行釬焊的方法

在審

• 申請號: 201710910239.6
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107649758A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 張杰;劉佳音;劉春鳳
• 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;B23K103/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 賈澤純

1.一種利用復合釬料對多孔氮化硅陶瓷與因瓦合金進行釬焊的方法，其特征在于它是按以下步驟完成的：

一、打磨：將多孔Si₃N₄陶瓷的待焊面依次用200#金相砂紙、400#金相砂紙、600#金相砂紙和800#金相砂紙進行打磨，得到待焊面打磨后多孔Si₃N₄陶瓷；將Invar的待焊面依次用400#金相砂紙、600#金相砂紙和1000#金相砂紙進行打磨，得到待焊面打磨后Invar；將Cu箔片依次用400#金相砂紙、600#金相砂紙和1000#金相砂紙進行打磨，打磨至厚度為140μm～150μm，得到打磨后Cu箔片；

步驟一中所述多孔Si₃N₄陶瓷的孔隙率為45％～55％；

二、清洗：將待焊面打磨后多孔Si₃N₄陶瓷放入酒精中清洗，吹干后得到待焊多孔Si₃N₄陶瓷；將待焊面打磨后Invar浸入丙酮中進行超聲清洗，取出后用無水乙醇沖洗，并吹干，得到待焊Invar；將打磨后Cu箔片浸入丙酮中進行超聲清洗，取出后用無水乙醇沖洗，并吹干，得到干凈Cu箔片；

三、將Ag-Cu-Ti+Mo膏狀釬料涂覆在待焊多孔Si₃N₄陶瓷的待焊面上，涂覆厚度為100μm～150μm，將Ag-Cu膏狀釬料涂覆在待焊Invar的待焊面上，涂覆厚度為100μm～150μm，然后由上至下按照多孔Si₃N₄陶瓷、Ag-Cu-Ti+Mo膏狀釬料、干凈Cu箔片、Ag-Cu膏狀釬料和Invar的順序進行疊加，得到待焊樣品；

步驟三中所述的Ag-Cu-Ti+Mo膏狀釬料是按以下步驟制備：

①、準備原料：按照化學式(Ag₇₂Cu₂₈)_0.85Ti_0.1Mo_0.05或(Ag₇₂Cu₂₈)_0.8Ti_0.1Mo_0.1準備Ag-Cu共晶粉末、Ti粉和粒度為20μm的Mo粉，所述Ag-Cu共晶粉末的化學式為Ag₇₂Cu₂₈：②、球磨混合：將步驟一準備的Ag-Cu共晶粉末、Ti粉和粒度為20μm的Mo粉進行球磨混合，球磨轉速為200r/min，球料比為5:1，球磨時間為2h，得到復合釬料粉；③、制膏：向復合釬料粉中加入粘結劑，混勻后得到Ag-Cu-Ti+Mo膏狀釬料；所述粘結劑為羥乙基纖維素；所述復合釬料粉的質量與粘結劑的體積比為20mg:0.05mL；

步驟三中所述的Ag-Cu膏狀釬料是按以下步驟制備：向Ag-Cu共晶粉末中加入粘結劑，混勻后得到Ag-Cu膏狀釬料；所述Ag-Cu共晶粉末的化學式為Ag₇₂Cu₂₈；所述粘結劑為羥乙基纖維素；所述Ag-Cu共晶粉末的質量與粘結劑的體積比為20mg:0.05mL；

四、真空釬焊：將待焊樣品以多孔Si₃N₄陶瓷在上的形式置于石墨模具中，并在待焊樣品的多孔Si₃N₄陶瓷上表面進行物理施壓，壓力為1×10⁴Pa～1.5×10⁴Pa，然后轉移至真空釬焊爐中，先將真空釬焊爐內真空度調至1×10^-3Pa～6×10^-3Pa，然后升溫至300℃，并在溫度為300℃、物理壓力為1×10⁴Pa～1.5×10⁴Pa和真空度為1×10^-3Pa～6×10^-3Pa下保溫20min，再升溫至釬焊溫度，并在物理壓力為1×10⁴Pa～1.5×10⁴Pa、真空度為1×10^-3Pa～6×10^-3Pa和釬焊溫度完成釬焊，釬焊完成后降溫至300℃，然后隨爐冷卻至室溫，即完成多孔氮化硅陶瓷與因瓦合金的釬焊。