2.5.4 固相扩散焊的焊接参数及接头性能

Al₂O₃、SiC、Si₃N₄以及硬质合金WC（可看作碳化物陶瓷）开发较早，发展比较成熟。其他陶瓷发展较晚，其焊接的研究和应用尚在进行中。各种陶瓷材料之间及陶瓷材料与金属之间组合进行固相扩散焊的焊接参数及接头性能在表2-34中给出。关于陶瓷接头的力学性能试验，只有强度试验，可用（四点或三点）弯曲试验或者剪切及拉伸试验。一般来说，陶瓷材料为脆性材料，塑性和韧性很低，测定比较困难，因而，一般也只测定强度。

陶瓷的硬度和强度都比较高，不易发生变形，所以陶瓷的焊接除了要求其表面非常平整和清洁外，扩散焊的压力也很大、温度也较高（为金属或陶瓷熔点的50%～90%）、保温时间也较长（但不可过长，以免引起陶瓷产生裂纹）。

表2-34 不同陶瓷材料组合时固相扩散焊的焊接参数及接头性能

（续）

注：强度数值后括号内的字母A—四点弯曲；B—三点弯曲；T—拉伸；S—剪切。

陶瓷与金属直接用固相扩散焊有困难时，可以用中间过渡层的方法，而且，有了中间过渡层，还可以利用其焊接加热产生的塑性变形来降低陶瓷表面的加工精度。例如，在陶瓷与Fe-Ni-Co合金之间加入20μm的铜箔作为中间过渡层，采用压力15MPa，保温10min，在温度1050℃工艺条件下，可达到抗拉强度为72MPa的扩散焊接头。这种中间过渡层，可以直接使用金属箔片，也可以用前面介绍过的真空蒸气法、离子溅射、化学气相沉积（CVD）、喷涂、电镀、烧结金属粉末法、活性金属法、金属粉末或钎料等作为中间过渡层进行扩散焊。扩散焊不仅用于陶瓷与陶瓷及陶瓷与金属的焊接，也可以用于微晶玻璃、半导体陶瓷、石英、石墨等与金属的焊接。表2-35给出了各种陶瓷与金属利用或者不利用中间过渡层进行扩散焊的工艺参数。表2-36给出了无氧铜与Al₂O₃陶瓷在氢气气氛中固相扩散焊的焊接参数。表2-37给出了Fe-Ni合金与α-Al₂O₃蓝宝石固相扩散焊的焊接参数，表2-38给出了铜与硫化锌陶瓷固相扩散焊的焊接参数。表2-39给出了一些陶瓷与金属进行直接扩散焊的主要参数，表2-40给出了一些陶瓷扩散焊接参数和接头强度。

表2-35 各种陶瓷与金属利用或者不利用中间过渡层进行扩散焊的工艺参数

（续）

表2-36 无氧铜与Al₂O₃陶瓷在氢气气氛中固相扩散焊的焊接参数

表2-37 Fe-Ni合金与α-Al₂O₃蓝宝石固相扩散焊的焊接参数

表2-38 铜与硫化锌陶瓷固相扩散焊的焊接参数

表2-39 一些陶瓷与金属进行直接扩散焊的主要参数

表2-40 一些陶瓷扩散焊接参数和接头强度

（续）