（Ti-50Cu）＋Nb钎料钎焊Si／SiC复相陶瓷与殷钢.pdf

学兔兔 俘掳 钎焊专题 (Ti一50Cu)+Nb钎料钎焊 Si／SiC复相陶瓷 与殷钢 北京科技大学材料科学与工程学院(100083) 张 华 田 亮 黄继华 赵兴科 陈树海 摘妻 采用真空钎焊方法，以Ti50Cu+Nb钎料连接Si／SiC复相陶瓷与殷钢。采用扫描电镜进行接头显微组 织结构分析，并研究了Nb含量对接头力学性能的影响。结果表明：采用Ti50Cu+Nb钎料连接 Si／SiC复相陶瓷与 殷钢，可获得连接 良好、组织致密的接头，Nb含量40％(体积分数)、钎焊温度970℃、保温时间5min时，接头室温 剪切强度达到最大值 122．2MPa。 关键词： Si／SiC复相陶瓷 殷钢 TiSOCu+Nb钎料 真空钎焊 中图分类号： TG407 理是通过中间层材料的塑性变形来释放应力；②与陶 0 前 言 瓷有相近热膨胀系数的金属，如 Mo，W，Nb等，其机理 在传输型航天遥感器中，Si／SiC复相陶瓷是最具 是把陶瓷／金属界面的残余应力转移到中间层与金属 发展前途的新一代轻质空间反射镜材料，殷钢则是反 的界面处；③用膨胀系数介于陶瓷与金属之间的材 射镜支撑结构中与Si／SiC复相陶瓷连接的理想金属材 料，产生应力梯度，使应力逐渐降低 J。由于Nb的 料，因此实现 Si／SiC复相陶瓷与殷钢的可靠连接已成 热膨胀系数与Si／SiC复相陶瓷相近，因此可以大大降 为亟待解决的重要课题LlI2J。目前国内外关于SiC陶 低因热膨胀系数差异造成的热应力。该研究在Ti．Cu 瓷的连接已有较多的研究，但有关 Si／SiC复相陶瓷的 金属粉末钎料 中加入一定质量比的Nb粉作为增强 连接研究较少，而且主要集中在Si／SiC陶瓷同种材料 相，从而形成复合钎料，实现Si／SiC复相陶瓷与殷钢的 的连接 J。Ti含量较高的Ti基钎料对 Si／SiC复相 连接 。 陶瓷润湿性 良好，且钎料抗氧化性、耐腐蚀性都很好， 1 试验材料与方法 具有熔点相对较低、流动性好的特点。但在钎焊过程 中会产生大量的脆性化合物，导致接头塑性很差，因此 1．1 母 材 对接头应力的缓解不够，导致接头的残余热应力比较 试验所用的陶瓷材料为Si／SiC复相陶瓷，尺寸为5 大。 mm×5mmx5mm，其力学性能如表 1 所示。殷钢为 目前降低陶瓷／金属接头残余应力主要采取加中 4J32低膨胀合金，其化学成分及力学性能如表 2、表 3 间层的方法，其中能降低残余应力的中间层材料主要 所示 。尺寸为4,20mm 的圆棒基础上切 1／4圆面，厚 有3类：①低强度高延性的金属，如cu，Al和Ni，其机 度为3mm。 表 1 Si／SiC复相陶瓷的力学性能 表2 4J32低膨胀合金的化学成分 (质量分数，％) 表 3 4J32低膨胀合金的力学性能 C P S Si Mn Ni Co Cu Fe 0．020 0．003 0．004 0．08 0．27 32．2 3．70 0．62 余量 收稿 日期：2010—12—24 42 2011年第3期 学兔兔 学兔兔 俘掳 钎焊专题 围的si反应形成Ti—si化合物，剩余的cu和Nb便聚集 高。Nb加人量过高(50％)时，钎料 N