TiZrCuB非晶钎料性能及在Si_3N_4陶瓷上的润湿性研究

设计并制备了TiZrCuB 4种急冷箔带钎料,对比研究了其性能和在Si3N4陶瓷上的润湿性.结果表明:Ti30Zr25B0.2Cu,Ti35Zr25B0.2Cu,Ti40Zr25B0.2Cu和Ti45Zr25B0.2Cu 4种急冷箔带钎料的结构均为非晶;与同成分的晶态钎料相比,非晶钎料的液固相线温度均降低,且熔化温度区间变窄;活性元素Ti含量、钎焊工艺对钎料在Si3N4陶瓷上的润湿性有明显影响;在试验范围内,Ti40Zr25B0.2Cu钎料的润湿性最好;在相同钎焊工艺参数下,同成分的非晶钎料和晶态钎料相比,其润湿性明显提高.

TiZrCuB非晶钎料钎焊Si_3N_4陶瓷的研究

采用TiZrCuB非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷,研究了钎料成分、钎焊工艺对接头强度和界面结构的影响.研究结果表明:钎料成分和钎焊工艺对接头室温连接强度有明显影响,在相同钎焊条件下,采用非晶钎料钎焊接头的室温强度比同成分的晶态钎料提高35%;对于TiZrCuB钎料,合金元素Ti的活性大于Zr,接头界面反应层由两部分组成,紧靠陶瓷一侧为TiN层,其余为Zr-Si和Ti-Si化合物层,界面反应层厚度对连接强度的影响存在一最佳值;Ti40Zr25CuB0.2非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷接头的高温强度随测试温度升高而降低,当测试温度高于573 K时,其强度急剧下降.

非晶钎料加铜层连接Si_3N_4陶瓷的高温强度

采用TiZrCuB非晶钎料和铜箔中间层连接Si3N4陶瓷,研究了钎料成分、中间层厚度和测试温度对接头高温强度的影响,分析了接头的强化机理.结果表明,随测试温度的升高,接头强度总体呈现先降低后升高的现象.在测试温度为773 K时,接头抗弯强度最低为135 MPa;但当测试温度升高致1 123 K时,接头抗弯强度达到230 MPa.通过插入铜中间层使界面反应层仅剩下连续致密的TiN层,脆性的Ti-Si化合物层被推向焊缝中心并细化呈颗粒状,这使接头室温强度和高温强度明显提高.

用非晶钎料加中间层连接Si_3N_4陶瓷的试验

采用TiZrCuB非晶钎料并用Cu箔为中间层连接Si3N4陶瓷,研究了钎料成分、钎焊工艺和中间层厚度等对接头室温和高温强度的影响。结果表明:采用Ti40Zr25CuB0.2非晶钎料和70μm厚的Cu箔中间层,在1 323 K,30 min及0.027 MPa压力下钎焊连接Si3N4陶瓷,其接头在室温下的四点抗弯强度最高为241 MPa。在该工艺下连接的Si3N4接头,随测试温度的升高,接头高温强度总体呈现先降低后升高的现象。在测试温度为773 K时,接头高温强度最低为135 MPa;当测试温度升高致1 173 K时,接头高温强度达到230MPa。故采用TiZrCuB非晶钎料和Cu箔中间层连接Si3N4陶瓷,能够同时提高接头的室温和高温强度。