Al_2O_3+ZrO_2陶瓷与304不锈钢的焊接研究

氧化铝陶瓷是一种最常见的结构陶瓷,对其焊接进行研究具有极其重要的意义。使用商业焊料Ag-Cu-Ti焊接氧化铝陶瓷与304不锈钢,由于焊料和陶瓷材料之间热膨胀系数存在较大差异,连接接头处会有很高的残余应力。现研究在氧化铝陶瓷中添加氧化锆作为第二相,来提高陶瓷的热膨胀系数,缓解接头内的残余应力。氧化锆陶瓷的热膨胀系数(11.4×10^(-6)/℃)介于氧化铝陶瓷(8.5×10-6/℃)和Ag-Cu-Ti焊料(18×10^(-6)/℃)之间。研究发现,复合氧化铝陶瓷与304不锈钢连接,随着添加氧化锆的含量增加(0~30 vol%),接头的力学性能先增加后降低,氧化锆含量为20 vol%的复合氧化铝陶瓷在焊接温度为900℃、保温时间为5 min时,接头剪切强度最高,为194 MPa。