[发明专利]一种利用复合钎料对多孔氮化硅陶瓷与因瓦合金进行钎焊的方法

说明书

一种利用复合钎料对多孔氮化硅陶瓷与因瓦合金进行钎焊的方法，它涉及一种多孔氮化硅陶瓷与因瓦合金的钎焊方法。本发明的目的是要解决现有Si₃N₄陶瓷与Invar在钎焊冷却过程中容易在界面处产生应力集中，导致连接强度差的问题。钎焊方法：一、打磨；二、清洗；三、由上至下按照多孔Si₃N₄陶瓷、Ag‑Cu‑Ti+Mo膏状钎料、干净Cu箔片、Ag‑Cu膏状钎料和Invar的顺序进行叠加；四、真空钎焊，即完成多孔氮化硅陶瓷与因瓦合金的钎焊。优点：接头连接强度达到65MPa以上，最高连接强度达到81MPa。本发明主要用于多孔氮化硅陶瓷与因瓦合金进行钎焊。

技术领域

本发明涉及一种多孔氮化硅陶瓷与因瓦合金的钎焊方法。

背景技术

多孔Si₃N₄陶瓷具有均匀分布的微孔，体密度小、孔隙率高，高比表面积以及特殊的物理表面特性。具有良好的介电性能、吸收阻尼等特性因而可以应用于航空航天领域，并且是制备导弹天线罩的理想材料。多孔陶瓷本身具有一定的脆性，且难以变形，因此不可通过机械连接的方式将天线罩与弹体进行装配。进而采用了室温下热膨胀系数较小的Invar合金作为天线罩连接环，先将天线罩通过钎焊的方式与金属连接环连接后再将连接环与弹体连接从而实现装配。陶瓷与金属钎焊的难点主要在于物理以及化学性质的差异。多孔Si₃N₄陶瓷和Invar合金之间存在较大的热膨胀系数差距。虽然Invar合金室温下具有较低的热膨胀系数，但是其热膨胀系数随着温度升高迅速上升，因此在钎焊冷却过程中容易在界面处产生应力集中，导致连接强度差(一般连接强度低于52MPa)，因此在钎焊过程中残余应力的缓解是提高接头性能的关键。

发明内容

本发明的目的是要解决现有Si₃N₄陶瓷与Invar在钎焊冷却过程中容易在界面处产生应力集中，导致连接强度差的问题，而提供一种利用复合钎料对多孔氮化硅陶瓷与因瓦合金进行钎焊的方法。

一种利用复合钎料对多孔氮化硅陶瓷与因瓦合金进行钎焊的方法，具体是按以下步骤完成的：

一、打磨：将多孔Si₃N₄陶瓷的待焊面依次用200#金相砂纸、400#金相砂纸、600#金相砂纸和800#金相砂纸进行打磨，得到待焊面打磨后多孔Si₃N₄陶瓷；将Invar的待焊面依次用400#金相砂纸、600#金相砂纸和1000#金相砂纸进行打磨，得到待焊面打磨后Invar；将Cu箔片依次用400#金相砂纸、600#金相砂纸和1000#金相砂纸进行打磨，打磨至厚度为140μm～150μm，得到打磨后Cu箔片；

二、清洗：将待焊面打磨后多孔Si₃N₄陶瓷放入酒精中清洗，吹干后得到待焊多孔Si₃N₄陶瓷；将待焊面打磨后Invar浸入丙酮中进行超声清洗，取出后用无水乙醇冲洗，并吹干，得到待焊Invar；将打磨后Cu箔片浸入丙酮中进行超声清洗，取出后用无水乙醇冲洗，并吹干，得到干净Cu箔片；

三、将Ag-Cu-Ti+Mo膏状钎料涂覆在待焊多孔Si₃N₄陶瓷的待焊面上，将Ag-Cu膏状钎料涂覆在待焊Invar的待焊面上，然后由上至下按照多孔Si₃N₄陶瓷、Ag-Cu-Ti+Mo膏状钎料、干净Cu箔片、Ag-Cu膏状钎料和Invar的顺序进行叠加，得到待焊样品；