由此可见, 陶瓷材料和金属材料之间明显存在着一种性能互补的关系,如果将陶瓷与金属组合形成复合结构, 既可以充分发挥陶瓷的性能特点, 又可以利用金属所具有的韧性, 使二者优势互补，对于改善结构件内部应力分布状态、降低制造成本、拓宽陶瓷材料的应用范围具有特别重要的意义。来.自^优+尔-论,文:网www.youerw.com +QQ752018766-
1。2 研究现状及分析
近年来，随着陶瓷材料的不断研究开发，新型陶瓷具备了更多优良的性能，如熔点高、强度高、硬度高、抗热震、抗氧化、尺寸稳定性好等，在机械、航天等诸多领域发挥了重要的应用。但是，由于陶瓷的固有缺陷：硬度高，脆性大，导致其可塑性能差，很难加工制造成较大尺寸或结构复杂的构件，使得陶瓷材料在实际的应用中仍受到极大的限制。为克服陶瓷材料存在的缺陷，扩大陶瓷材料在实际工程中的应用范围，研究陶瓷与金属的连接成为了解决上述问题的首选方法。国内外科学家们都对陶瓷与金属的连接进行了大量的研究，通过不断地试验和摸索，发现发明了多种连接方法，如粘合剂粘接、机械连接、熔化焊、钎焊、固相扩散连接、自蔓延高温合成连接、部分瞬间液相连接等连接方法，并取得一定成果。文献综述
1。2。1 钎焊
钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到钎料熔点和母材熔点之间的温度,利用液态钎料润湿母材、填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接的焊接方法。但由于普通金属钎料在陶瓷表面润湿性很差，因此提高钎料在陶瓷表面的润湿性是保证钎焊质量的关键。此外，金属和陶瓷物理性能、力学性能的不匹配也是影响钎焊的重要因素。陶瓷与金属材料常用的钎焊工艺有两种：一种是陶瓷表面金属化法，另一种是活性钎焊法；这两种方法都涉及到钎焊材料的应用，前者主要是利用常规钎料，后者主要是利用活性钎料。陶瓷/金属钎焊的主要难点在于冶金不相容和物性不匹配。冶金不相容是指钎料熔化后对陶瓷不浸润,难以在熔接区和陶瓷实现原子间的冶金结合;物性不匹配是指金属陶瓷的热膨胀系数差异太大,在钎焊结合区存在很大的应力梯度,钎焊产生的热应力使连接强度降低、质量难以满足需要。目前解决金属陶瓷物性不匹配的问题目前主要是通过添加活性元素、采用添加缓冲层的方法改善钎料在陶瓷表面的润湿性。缓冲层分为软性缓冲层、硬性缓冲层和软硬双层缓冲层三大类。软性缓冲层的热膨胀系数较高, 夹在金属钎料与陶瓷之间可以解决热膨胀不匹配引起的残余应力,但与金属间的连接往往不够理想,因此在某些情况下采用软硬双层缓冲层:一层是与陶瓷有较好结合强度的软性缓冲层;一层是低膨胀系数的硬性缓冲层,夹在钎料与陶瓷之间进行施焊,这种方法能够在一定的程度上改善接头性能。但缓冲层增多使施焊工艺复杂,并且使缓冲层变厚,陶瓷与金属的连接实际上会变成依靠缓冲层来连接,导致钎焊接头各项性能指标下降。
（1）陶瓷表面金属化法，即间接钎焊法又被称两步法,是先进行陶瓷表面的金属化,再用普通钎料进行钎焊。陶瓷金属化是在陶瓷表面牢固地粘附一层金属薄膜，使之实现陶瓷和金属间的焊接，现有钼锰法、镀金法、镀铜法、镀锡法、镀镍法、LAP法（激光后金属镀）等多种陶瓷金属化工艺。由于陶瓷材料表面结构与金属材料表面结构不同，焊接往往不能润湿陶瓷表面，也不能与之作用而形成牢固的黏结，因而陶瓷与金属的封接是一种特殊的工艺方法，即金属化的方法：先在陶瓷表面牢固的黏附一层金属薄膜，从而实现陶瓷与金属的焊接。另外，用特制的玻璃焊料可直接实现陶瓷与金属的焊接。目前，除了工业上广泛使用的Mo-Mn法外,还发展出物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、热喷涂法、化学沉积、超声波法和等离子注入法等方法。Mo-Mn法陶瓷烧结粉末金属化法是工业上最常用的一种陶瓷表面金属化法，在Mo粉中加入10%-25%的Mn用来改善金属镀层与陶瓷的结合。Mo-Mn法工艺过程由陶瓷表面清洗处理、金属膏剂化、配制与涂覆、金属化烧结等步骤组成。其主要用于电子工业中Al2O3陶瓷与金属的连接，但这种传统的连接方法工艺复杂,费时耗资。蒸发金属化是利用真空镀膜机在陶瓷件上蒸镀金属膜，从而实现陶瓷表面金属化。其优点是金属化温度低（300℃-400℃），能适应各种不同的介质，并且陶瓷没有变形、破裂的危险。这种方法较Mo-Mn法有更高的连接强度，但缺点是蒸镀高熔点金属比较困难。PVD 和CVD 金属化技术是一种低温度、尺寸精和强度高的金属化工艺，具有某些特殊的应用，其厚度一般只有几百纳米，属薄膜工艺。本课题采用的预金属化方法选择的是物理气相沉积中的磁控溅射镀膜法。物理气相沉积（PVD）技术包括蒸发镀、溅射镀、离子镀三种类型。镀膜原理是用高温蒸发靶材形成金属蒸气，或是用高能离子轰击靶材，使靶材中原子溅射出来，蒸发或溅射出的镀料原子，在高真空度下直接沉积于基体成膜。其优点在于成膜温度低，适用于钢铁材料，它的缺点是绕镀性差，实际操作时工件需要转动，既增加了设备制造的复杂性，也限制了复杂形状零件的处理。此外还有溅射金属化、离子涂覆、热喷涂法等陶瓷表面金属化的方法。论文网 氮化硅陶瓷与镍基合金的钎焊研究(3):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_114756.html