PZT压电陶瓷与TC4合金钎焊连接界面结构设计

压电陶瓷由于具有逆压电效应被应用于超声电机的制造中,为克服超声电机制造过程中采用有机物粘接方式出现的接头导电性差、易老化和连接精度低等问题,本工作采用磁控溅射方式对PZT压电陶瓷进行表面金属化以提高PZT压电陶瓷与TC4钛合金之间的焊接性并探究了不同金属化层对钎焊接头微观组织的影响。结果表明:Ag与母材之间的结合力较差,未焊合位置出现于Ag层与母材的结合处。当使用Ti/Ag作为金属化层时,由于Ag与Ti的结合力较差,未焊合易出现于Ti与Ag的结合处。当金属化层为Ni/Ag时,Ni可与钎料形成Ni—Sn层,提高接头的连接可靠性。最终确定母材表面金属化层选用复合金属层即母材/Ti/Ni/Ag结构,并对该连接接头典型微观组织进行了分析。结果表明,该复合金属层可提高金属化层与母材之间的结合力并实现PZT陶瓷母材与TC4合金之间的有效连接。连接界面微观组织结构为β-Sn/Ag_(3)Sn/β-Sn+Ni_(3)Sn_(4)/Ni_(3)Sn+Ni/Ti_(2)Ni/Ti_(2)Ni+α-Ti/PZT。