摘要：采用金相显微镜、扫描电镜和电子探针，观察了al20，一tic复合陶瓷与crl8-m8不锈钢扩散钎焊接头的组织形貌，分析了元素在
接头中的分布情况和界面附近区域元素的扩散情况。试验结果表明，ti—cu_ti中间层与陶瓷具有良好的反应能力，促进元素的相互扩
散。al20，_tic复合陶瓷与不锈钢扩散钎焊接头形成3个扩散反应层，其中一个位于crl8-ni8不锈钢侧，厚度约为17．5 m，成分主要是
fe在b_ti中的圉溶体，fe—ti化合物和tic；靠近陶瓷侧的反应层厚度约为7．5岬，成分主要是tic，ti—o和ti—ai； 中间反应层厚度约为
5 m，成分主要是cu圉溶体和cu—ti相。
关键词：al203—tic复合陶瓷；不锈钢；扩散钎焊；ti—cu—ti
中图分类号：tg453．9：tg454 文献标识码：b
al20，一tic复合陶瓷具有优异的高温强度、耐腐蚀及耐磨
性能，在机械、汽车、电子、航空航天等领域有广泛的应用前
景。由于陶瓷与金属在化学键类型、微观结构、物理性质和
力学性能等方面存在较大的差异．采用常规的方法是很难将其
连接在一起并满足使用要求的[r。目前，活性金属钎焊和固相
扩散焊技术较成熟．连接强度高，可重复性好，是实现陶瓷与
金属连接的有效途径。
固相扩散连接中界面的结合是靠界面塑性变形实现的，
其连接温度较高． 由于2种材料线膨胀系数和弹性模量不匹
配，易在界面附近产生高的残余应力，很难实现陶瓷与金属
的直接扩散连接 2． 。因此在进行陶瓷／金属连接时。一般都
采用在陶瓷和金属之间插入中间层金属的间接固相扩散连接
方法。采用中间层的主要目的是减缓因陶瓷与金属的线膨胀
差异而引起的热应力⋯． 同时也可起到抑制或改变界面生成
物的作用： 中间层材料选择是复合陶瓷与钢扩散钎焊连接的
关键问题。
试验采用箔片状ti—cu—ti作为中间层。ti元素为强活性元
素，对复合陶瓷有良好的润湿性；cu为较好的缓冲层材料．
能起到降低接头残余应力的作用。本文采用扩散钎焊工艺对
a1 o3-tic复合陶瓷与crl8一ni8钢进行连接，利用金相显微镜、
扫描电镜和电子探针观察钎焊接头组织形貌，分析元素在接头
区域的分布情况和界面附近区域元素扩散分布情况。通过对
a1 o3一tic复合陶瓷与crl8一ni8钢的成功连接，并结合试验分
析，对于深入研究用常规方法不易焊接时陶瓷与金属的连接有
重要意义。
收稿13期：2007—02—20：修回13期：2007—08—14
基金项目：国家自然科学基金资助项目(50375088)
1 试验方法
试验所采用的陶瓷是在氧化铝中加入碳化钛而得到的复合
陶瓷，其基体为氧化铝，呈白色。a1 o3一tic复合陶瓷的物理
性能见表1。不锈钢采用crl8一ni8型奥氏体不锈钢．厚度为1．5
mm，不锈钢的化学成分和物理性能见表2。中间过渡层材料采
用箔片状ti—cu—ti复合层，厚度为30 m。
表1 al rⅡc复合陶瓷的物理性能
组成 密度 抗弯强度 维氏硬度 断裂韧性值 线膨胀系数
(质量分数)(％) o／(g-cin-3) ，mpa hv x (mva-m ) ／k
al ~'(26-47)tic 4．16—4．54 400—60o 18．0o一23．0o 4．0o一6．0o 8．0 xl0
表