陶瓷金属连接的中间层选择

    在陶瓷与金属的扩散连接中，一个重要的工艺措施就是采用各种金属中间层，以便控制界面反应(抑制或改变界面反应产物)及缓减因陶瓷与金属的热胀系数不同而引起的残余应力，从而提高接头的力学性能。

    从控制界面反应来看，可以选择活性金属中间层，也可以采用黏附性金属中间层。活性金属中间层有V、Ti、Nb、Zr、Hf、Ni-Cr及Cu-Ti等，它们能与陶瓷相互作用，形成反应产物，并通过生成的反应产物使陶瓷与被连接金属牢固地连接在一起。黏附性金属中间层有Fe，Ni和Fe-Ni等，它们与某些陶瓷不起反应，但可与陶瓷组元相互扩散形成扩散层。研究发现，将黏附性金属和活性金属组合运用，所取得的效果更好。从易于连接及控制界面反应来看，中间层的选择主要注意以下几点。

    (1)容易塑性变形，熔点比母材低；

    (2)物理化学性能与母材差异比被连接材料之间的差异小；

    (3)不与母材产生不良的冶金反应，如不产生脆性相或不希望出现的共晶相；

    (4)不引起接头的电化学腐蚀。

    有时添加中间层是为了缓解接头的残余应力，此时中间层的选择可分为三种类型，即单一的金属中间层、多层金属中间层和梯度金属中间层。

    中间层的添加方法主要有：

    (1)添加薄金属箔片，对难以制成箔片的脆性材料可加工成非晶态箔片；

    (2)添加粉末中间层，可采用丙酮混合成膏状，也可低温压成片状；

    (3)表面镀膜，如蒸镀、PVD、电镀、离子镀、化学镀、喷镀、离子注入等。

(慧朴科技，huiputech)