[发明专利]不锈钢与氧化铝陶瓷的连接方法及制得的连接件

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属与陶瓷的连接方法及制得的连接件，尤其涉及一种不锈钢与氧化铝陶瓷的连接方法及制得的连接件。

背景技术

不锈钢在常温下具有较好的耐腐蚀性能，被广泛应用于制造各种工程结构和机械零件。然而，当在高温、腐蚀性等较为恶劣的环境下使用时，不锈钢已经很难满足现代生产技术对材料综合性能的进一步需求。而氧化铝陶瓷具有硬度高、高温抗腐蚀、耐磨损、抗冲蚀等优点，因此，不锈钢与氧化铝陶瓷连接在一起制备成复合结构，对于不锈钢在恶劣环境中应用具有非常重要的意义。

目前采用的不锈钢与氧化铝陶瓷固相扩散连接方法的连接温度大多超多800℃，而且连接时间较长，造成能耗高、成本上升。虽然有现有技术采用铝箔作为连接介质实现了不锈钢与氧化铝陶瓷的低温固相扩散连接，但由于铝与不锈钢容易生成大量金属间化合物，当连接时间较长时，铝与不锈钢之间可能会由于金属间化合物的大量生成而先断裂，从而降低了不锈钢与氧化铝陶瓷的连接强度。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种既能在较低温度下实现不锈钢与氧化铝陶瓷的扩散连接，又可防止因过多金属间化合物生成而降低连接强度的连接方法。

另外，还有必要提供一种由上述连接方法制得的连接件。

一种不锈钢与氧化铝陶瓷的连接方法，包括以下步骤：

提供待连接的不锈钢件、氧化铝瓷件、铝箔及银箔；

将氧化铝陶瓷件、铝箔、银箔及不锈钢件放入连接模具中，使铝箔和银箔夹置在氧化铝陶瓷件与不锈钢件之间，并且铝箔与氧化铝陶瓷件相邻接，银箔与不锈钢件相邻接；

将连接模具放入热压烧结炉中，在保护气氛下对氧化铝陶瓷件、铝箔、银箔及不锈钢件进行固相扩散连接，以制成不锈钢与氧化铝陶瓷的连接件。

一种由上述方法制得的不锈钢与氧化铝陶瓷的连接件，包括不锈钢件、氧化铝陶瓷件及连接该不锈钢件与该氧化铝陶瓷件的连接部，该连接部包括第一过渡层、铝层、第二过渡层、银层及第三过渡层，该第一过渡层位于氧化铝陶瓷件与铝层之间，第一过渡层由铝及氧化铝组成，该第二过渡层位于铝层与该银层之间，第二过渡层由银铝金属间化合物及银铝固熔体组成，该第三过渡层位于银层与不锈钢件之间，第三过渡由银铁金属间化合物及银铁固熔体组成。

相较于现有技术，上述不锈钢与氧化铝陶瓷的连接方法在热压烧结炉中通过在氧化铝陶瓷件一侧施加容易在低温下与氧化铝陶瓷发生反应连接的铝箔，在不锈钢件一侧则施加不容易与不锈钢生成金属间化合物的银箔共同作为连接介质，实现氧化铝陶瓷件与不锈钢件的低温固相扩散连接。铝箔与氧化铝陶瓷件的低温反应活性较大，易于低温连接；而施加在不锈钢件一侧的银箔与不锈钢的固熔性好，不易与不锈钢生成金属间化合物，有利于提高连接强度。

附图说明

图1为本发明较佳实施例不锈钢与氧化铝陶瓷的连接方法原理示意图。

图2为本发明较佳实施例的不锈钢与氧化铝陶瓷的连接件的剖面示意图。

主要元件符号说明

不锈钢与氧化铝陶瓷的连接件    10

氧化铝陶瓷件                  20

不锈钢件                      30

铝箔                          40

银箔                          50

连接模具      70

上压头        72

下压头        74

中模          76

连接部        80

第一过渡层    81

铝层          82

第二过渡层    83

铝层          84

第三过渡层    85

热压烧结炉    100

具体实施方式

请参阅图1，本发明较佳实施例的不锈钢与氧化铝陶瓷的连接方法通过低温固相扩散来完成，该方法包括如下步骤：

(1)提供待连接的氧化铝陶瓷件20和不锈钢件30，同时提供铝箔40和银箔50作为连接介质。该铝箔40和银箔50的厚度均大约为0.1～0.5mm，其较佳厚度为0.2～0.3mm。