特种陶瓷材料即使具备精良的绝缘(大部份陶瓷)、耐高温、抗侵蚀本能及耐磨本能，但其脆性大，加工本能很差难以制备出大型可能是形态繁杂的组织件。金属材料具备精良的室温强度、韧性、导电性和导热性，与陶瓷材料在本能上孕育了一种显然的互补相关。运用相连技能将两种材料结实的联结起来，就能够充足行使各自的精良本能，建立出知足请求的繁杂构件。

贴片式陶瓷气体放电三极管--电源爱护、记号爱护等

一、陶瓷与金属相连的特性与难点

但由于陶瓷材料与金属材料化学键组织根柢不同，加之陶瓷本身非凡的物理化学本能，因而不论是与金属相连照旧陶瓷本身的相连都存在不少的艰苦。

其要紧显露在以下两个题目，其一：陶瓷材料要紧由离子键和共价键构成，金属材料则主如果由金属键构成，两者险些不浸湿，因而须要思虑陶瓷与金属材料的潮湿性题目，其二：两者的线膨胀系数通常出入较大，当采纳热封可能呆板相连时，陶瓷与金属的接洽处会有较大的应力残留，减少接洽的力学本能乃至使接洽遭到毁坏开裂，因而需思虑结头处的热应力缓和题目。

二、陶瓷与金属的相连办法

跟着陶瓷材料的先进，人们也一直的谋求结实的陶瓷与金属的相连办法来抬高先进陶瓷材料的运用范畴，下文将为众人简捷引见一些的陶瓷与金属的相连技能。

1

钎焊加工

钎焊便是用熔点低于被焊材料的金属或非晶材料做钎料，加热到低于被焊件母材熔点，高于钎料熔点温度，行使融解的钎料来潮湿母材、填充焊缝，完结被焊材料互相相连。

在陶瓷与金属的钎焊相连中，钎料的在陶瓷上卓越的潮湿性是完结灵验相连的前提。遵循潮湿性的不同，陶瓷与金属的钎焊可分为两类：一类是先对陶瓷表面停止预金属化解决，再用钎料相连，称为直接焊接。罕见的陶瓷材料表面金属化的解决办法有电镀法、烧结金属粉末法，活性金属法和蔼相堆积法等。

陶瓷与钢板钎焊接洽设备图

另一类是直接采纳含有活性金属元素的钎料，活性元素与陶瓷表面反响，来增添陶瓷与金属的潮湿性，进而到达焊接宗旨，称为直接（活性）钎焊。目前罕用的钎焊活性金属主如果过渡族元素，因其最外层电子未被填满，活性高。将活性金属参与到罕用的Cu基，Ag基，Ni基和Au基等钎估中就能够制成活性钎料。

其它，Zr、Hf、V、Ti、Cr、W等也能够做为活性金属相连元素，但这些元素的熔点相对较高，与陶瓷材料的化学反响性差，要紧用于非金属氧化物陶瓷的相连。

不锈钢与氧化铝陶瓷钎焊件

固相分散相连

固相分散相连是目前研讨较多的耐高温陶瓷/金属相连方法，其做事旨趣是：两个同种或异种材质在高温及必定压力下严密来往，表面产生塑性变形，原子间完结互相分散，孕育卓越的接洽。

该工艺的益处是接洽处原料褂讪，相连强度高，可焊接较大截面的接洽，一次可焊多个接洽，效率较高，可增添中央层，对陶瓷材料无需表面金属化。但该法工艺历程繁杂，可知足高柔和耐蚀前提下的运用请求。对相连表面状况和相连摆设请求高。

铝合金与氧化铝陶瓷真空分散焊复合板

3

过渡液相分散相连

为了低落相连温度并取得耐高温接洽，过渡液相分散相连成为了陶瓷/金属相连的首要办法，运用过渡液相分散相连能够克复钎焊的高温强度欠安和分散焊构件易变形的缺陷。

该法运用不平匀多层中央层，通过相连层B的溶化可能A/B界面反响在相连区孕育部分液投合金，在相连区孕育部分液态合金，再通过其与陶瓷的界面反响以及中央焦点金属之间万古间的分散，使液相区等温凝聚和固相成份平匀化。

4

反响成形相连

反响成形相连办法是从SiC陶瓷成型技能中先进出来的，目前在相连SiC陶瓷有着普遍的运用。其益处是克复了活性钎焊和固相分散焊接时，陶瓷与金属热应力大题目。

相连SiC陶瓷工艺示例：先将含碳的化合物安插在接洽相连处，用卡具将工件卡紧，并在℃温度下，干枯15min，将两个工件粘和在一同。将做成片状、膏状或悬浮液状Si或含Si合金放到接洽地区，加热到℃左右范畴内，保温10-15min，Si或Si合金与碳反响孕育SiC及其余含量可控的Si和其余相，接洽的厚度能够通过调度含碳量及夹紧力来遏制。

我国自立研发出直径4.03米的单体碳化硅反射镜坯

图片来历新华网

备注：当代大型光学望远镜系统均采纳反射式组织，最焦点的部件是反射镜，且反射镜的口径越大，望远镜的分辩手段和聚光能耐越强。碳化硅是国表里所研讨的空间光学遥感仪器中的光学主反射镜体材料的首选材料。跟着航天遥感工程的快捷先进，对主反射镜体的尺寸有了更高的请求，但就目前而言任何工艺制备更大尺寸的SiC陶瓷镜体都是特别艰苦的，采纳符合的相连工艺，才华完结更大尺寸的SiC陶瓷镜体的制备。

5

自延伸高温合成相连

自延伸高温合成也称焚烧合成技能、爆炸合成技能，便是行使中央层本身放热的化学反响来推进反响的停止，终究仰仗反响生成的产品来将陶瓷和金属相连在一同。自延伸高温合成相连法，摆设、工艺简捷，可完结陶瓷与金属的原位相连。并且中央层可参与第二相粒子、晶须等坚固相，来坚固相连的强度。

自延伸高温合成可用于制备陶瓷内衬耐磨金属运送管道

6

激光钎焊

采纳高能束激光焊的办法，可快捷加热和冷却，配以氮气筛的冷却和温度场调度，开辟改进复合材料材料坚固相机基体界面反响，在符合的工艺前提下可取得卓越强度的接洽。

示例：用该法焊接的Al2O3陶瓷试样，激光焊接区细晶粒平匀，在电子显微镜下，能够看到晶粒呈片瓦组织，避免了裂纹的孕育及扩充，通过次的屡次加热和冷却后，试样的委曲强度无显然下落。

激光钎焊是PCD刀具罕见相连办法之一

7

粘结剂相连

借助胶粘剂在固体表面所孕育的粘协力，将同种或不同种材料结实地相连在一同。该法工艺简捷，可用于飞机救急补缀、炮弹导弹协助件相连、补缀涡轮、补缀紧缩机转子等方面。陶瓷与金属采纳胶接相连，界面影响为物理力、化学键。采纳有机胶的接洽强度小于MPa，采纳无机胶相连强度小于10MPa。

粘接技能用在补缀上，其周期短，工艺简捷，补缀效率高，成型本能好，但许可的运用温度低，通常低于℃，且大多用于静载荷和超低静载荷零件。因此，用粘接技能相连陶瓷与金属在动力工程和航空产业中应慎用。

金属粘接陶瓷用AB胶示例

8

呆板相连

陶瓷和金属的呆板相连法要紧有栓接和热套，栓接指用螺栓停止相连，办法简捷，接洽具备可拆性，但须要在陶瓷上钻孔，加工难度大，且接洽不够气密性；热套是行使陶瓷与金属间的热胀不同大而取得具备气密性接洽的办法，但接洽会孕育很大的残存应力，且为保证灵验的气密性相连工件温度不能太高。

热套办法可用于汽车火花塞的临盆

参考材料

1、陶瓷与金属的相连办法；钢铁研讨总院；肖杰，张贞贞，沈伟，张瑞勇，任卫。

2、陶瓷与金属相连技能的研讨先进；河南科技大学；王新阳，李炎，魏世衷，马向东。

3、氧化铝陶瓷与金属相连的研讨近况；李卓然，樊建新，冯吉才；哈工大当代焊接临盆技能国度中心研讨室。

粉体圈做家：小白

粉体圈--粉体从业人员的贸易和糊口圈子

粉体圈互换

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkgx/996.html