Ag-Cu-Ti+W复合钎料钎焊SiC陶瓷的接头性能研究

通过使用Ag-Cu-Ti钎料钎焊,可以实现Si C陶瓷的有效连接,但它与陶瓷母材热膨胀系数相差较大,钎焊降温过程中会产生较大的残余应力。通过向Ag-26.7Cu-4.5Ti钎料中复合不同体积分数的W颗粒,调节钎料的热膨胀系数,使之更接近于母材。通过改变钎焊温度和保温时间,研究工艺参数对焊缝的显微组织和力学性能的影响。结果表明,W颗粒均匀分布在基体中且未与其他元素反应。当添加合适的体积分数的W颗粒,并且在适当的钎焊温度和保温时间下,能够形成组织均匀、连接良好的复合接头。当添加的W的体积分数为10%,在钎焊温度为807 ℃、保温时间为10 min的条件下,可获得高剪切强度为95.05 MPa。

金刚石/铜复合材料与氧化铝陶瓷的Ag-Cu-Ti活性钎焊(英文)

金刚石/铜复合材料具有低膨胀系数和高热导率等优异性能,使其成为一种理想的电子封装材料。采用97%(72Ag-28Cu)-3%Ti活性钎料对金刚石/铜复合材料和氧化铝陶瓷进行钎焊。发现活性钎料在氧化铝陶瓷和金刚石薄膜表面均具有良好的润湿性,在两者表面的平衡润湿角均小于5°。讨论了主要钎焊条件(如钎焊温度和保温时间等)对接头性能的影响。发现钎焊过程中Ti元素聚集在金刚石颗粒的表面形成TiC化合物,且TiC化合物的形貌与钎焊接头的剪切强度具有紧密联系。推测合适的TiC化合物层厚度可改善钎焊接头的剪切强度,而颗粒状的TiC化合物及过厚的TiC化合物层却会损害钎焊接头的性能。获得的最大剪切强度为117MPa。

采用Ag-Cu-Ti+Mo复合钎料钎焊Si_3N_4陶瓷

采用Ag-Cu-Ti+Mo复合钎料连接Si3N4陶瓷,利用SEM,TEM,Nanoindentation研究了钎料内钼颗粒含量对接头组织和力学性能的影响.结果表明,在Si3N4/钎料界面处形成了一层致密的反应层,该反应层由TiN和Ti5Si3组成.接头的中间部分由银基固溶体、铜基固溶体、钼颗粒和Ti-Cu金属间化合物组成.借助于纳米压痕技术测定了接头内Ti-Cu化合物以及钎料金属的弹性模量和硬度值.随着钎料内钼颗粒含量的提高,母材/钎料界面反应层厚度逐渐降低;钎料金属中Ti-Cu化合物数量增多;此外,银和铜基固溶体组织逐渐变得细小.当添加5%Mo时,得到最高的接头强度429.4 MPa,该强度相比合金钎料提高了114.7%.

Ag-Cu-Ti活性钎料真空钎焊金刚石/Cu复合材料和金刚石膜

采用Ag-Cu-Ti活性钎料钎焊金刚石/Cu复合材料和金刚石膜,实现其高强度连接。用SEM对接头的微观组织进行观察分析,用无损探伤检测钎焊质量,用拉伸试验测定接头的力学性能,用热循环试验检验其可靠性。结果表明:焊料与金刚石膜连接处有一层均匀连续的富Ti相,大大改善了焊料与金刚石膜的润湿性;与金刚石膜粗糙面相比,采用金刚石膜光滑面进行钎焊,焊接接头的质量较高,焊缝内存留的夹孔、气泡等缺陷较少,热导率较高;钎焊接头的抗拉强度>23.12MPa,能够承受50个周期的冷热循环,满足实际应用的要求。

Ag-Cu-Ti钎焊金刚石/铜复合材料的组织和性能

采用97(72Ag-28Cu)-3Ti活性钎料钎焊了Diamond/Cu复合材料和Al2O3陶瓷,研究了主要钎焊条件如钎焊温度和保温时间对接头强度的影响。结果表明,钎焊过程中Ti元素易聚集在金刚石颗粒周围并形成TiC化合物层。TiC化合物的形貌与Diamond/Cu钎焊接头剪切强度有密切关系,金刚石表面生长适当厚度的TiC化合物层能增强钎焊接头的剪切强度,但如果TiC为颗粒状或TiC化合物层生长过厚,将削弱钎焊接头的剪切强度。钎焊接头的最大剪切强度可达117 MPa。

TIG电弧作用下Ag-Cu-Ti钎料在C/C复合材料上的润湿性分析

通过TIG电弧直接加热方式实现Ag-Cu-Ti钎料在C/C复合材料上的润湿,观察不同保温时间下润湿钎料宏观形貌,并利用SEM和EDS研究接头微观组织和元素分布.结果表明,在一定保温时间下钎料发生软化,当保温时间为60 min时,钎料在C/C复合材料上润湿效果最好,TiC反应层分布最均匀致密,厚度约为1.3μm,扩散层厚度最大为5.5μm.在向反应界面接近的过程中,钎料中Cu和Ag的含量和保持不变,并有AgTi/CuTi3/Cu4Ti3等脆性化合物的生成.此外,Ti元素在近界面处发生聚集,在聚集区有Ti2Cu生成.

多层复合钎料钎焊Ti(C,N)基金属陶瓷与45钢接头的组织

采用由Ag-Cu-Ti+Mo钎料、铜箔和Ag-Cu钎料组成的多层复合钎料,对Ti(C,N)基金属陶瓷和45钢在不同温度(890,920,950℃)和不同时间(10,20,30min)下进行了真空钎焊,根据接头截面形貌和剪切强度确定了最佳钎焊温度和保温时间,并分析了最佳工艺下钎焊接头的显微组织。结果表明:随钎焊温度的升高或保温时间的延长,Ag-Cu-Ti+Mo钎料与金属陶瓷间的界面反应层厚度增大,铜钛金属间化合物增多,两侧钎料区中的铜基固溶体增多,接头的剪切强度先增后降;最佳钎焊工艺为钎焊温度920℃、保温时间20min,此时接头剪切强度最大,从金属陶瓷向45钢,接头组织依次为Cu3Ti2+Ni3Ti金属间化合物,银基固溶体+铜基固溶体+钼+铜钛金属间化合物,铜,银基固溶体+铜基固溶体。

Si_3N_4复相陶瓷半固态连接的接头组织和界面反应

根据复合材料的强化原理 ,用Ag Cu Ti钎料和TiN颗粒作为复合连接材料在半固态下连接Si3N4复相陶瓷以提高接头强度 ,研究了接头的组织和界面反应。结果表明 ,接头由母材 反应层 含微量Ti的Ag Cu +TiN 反应层 母材组成 ,反应层由含Ti、Si、N三种元素的一些化合物组成 ;TiN颗粒在Ag Cu基体中的分布总体均匀 ,两者之间的界面清晰、结合致密 :当TiN的加入量较小时 ,对连接材料与母材的界面反应没有明显影响。初步的剪切试验结果表明 ,采用Ag Cu Ti加TiN颗粒作为复合连接材料连接Si3N4