[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

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，它涉及一種多孔氮化硅陶瓷與因瓦合金的釬焊方法。本發明的目的是要解決現有Si₃N₄陶瓷與Invar在釬焊冷卻過程中容易在界面處產生應力集中，導致連接強度差的問題。釬焊方法：一、打磨；二、清洗；三、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；四、真空釬焊，即完成多孔氮化硅陶瓷與因瓦合金的釬焊。優點：接頭連接強度達到65MPa以上，最高連接強度達到81MPa。本發明主要用于多孔氮化硅陶瓷與因瓦合金進行釬焊。

技術領域

本發明涉及一種多孔氮化硅陶瓷與因瓦合金的釬焊方法。

背景技術

多孔Si₃N₄陶瓷具有均勻分布的微孔，體密度小、孔隙率高，高比表面積以及特殊的物理表面特性。具有良好的介電性能、吸收阻尼等特性因而可以應用于航空航天領域，并且是制備導彈天線罩的理想材料。多孔陶瓷本身具有一定的脆性，且難以變形，因此不可通過機械連接的方式將天線罩與彈體進行裝配。進而采用了室溫下熱膨脹系數較小的Invar合金作為天線罩連接環，先將天線罩通過釬焊的方式與金屬連接環連接后再將連接環與彈體連接從而實現裝配。陶瓷與金屬釬焊的難點主要在于物理以及化學性質的差異。多孔Si₃N₄陶瓷和Invar合金之間存在較大的熱膨脹系數差距。雖然Invar合金室溫下具有較低的熱膨脹系數，但是其熱膨脹系數隨著溫度升高迅速上升，因此在釬焊冷卻過程中容易在界面處產生應力集中，導致連接強度差(一般連接強度低于52MPa)，因此在釬焊過程中殘余應力的緩解是提高接頭性能的關鍵。

發明內容

本發明的目的是要解決現有Si₃N₄陶瓷與Invar在釬焊冷卻過程中容易在界面處產生應力集中，導致連接強度差的問題，而提供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。

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，具體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；

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，將Ag-Cu膏狀釬料涂覆在待焊Invar的待焊面上，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；