焊接陶瓷的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，焊接陶瓷的組成、性能、制造技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)生了根本性的變化，同時(shí)，由于其獨(dú)特的高溫性能、耐磨性和耐腐蝕性等性能，已成為發(fā)展陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)、磁流體發(fā)電及核反應(yīng)裝置等高科技產(chǎn)品的重要材料，從傳統(tǒng)的生活陶瓷發(fā)展成了具有特殊性能的功能陶瓷和高性能的工程陶瓷，在電子信息技術(shù)中發(fā)揮了重要的作用; 但由于其嚴(yán)重的脆性，無(wú)法制造復(fù)雜、耐沖擊載荷的部件，下面一起了解下焊接陶瓷的應(yīng)用吧!

1、焊接陶瓷技術(shù)重要性

無(wú)論是焊接陶瓷與金屬的焊接，還是用金屬填充材料焊接陶瓷與陶瓷的情況，陶瓷與金屬的界面的結(jié)合都存在問(wèn)題。 實(shí)現(xiàn)陶瓷與金屬界面的冶金結(jié)合非常困難; 由于陶瓷與金屬在電子隊(duì)伍的晶體結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、熱物理性能及化學(xué)性能等方面存在明顯的差異，在通常的焊接材料和工藝中，幾乎得不到可靠的連接，特別是熔融焊接。

1)界面反應(yīng)的問(wèn)題無(wú)論是擴(kuò)散焊接還是釬焊，陶瓷/金屬界面的結(jié)合機(jī)理都是化學(xué)鍵。為了在擴(kuò)散焊接時(shí)得到良好的界面結(jié)合，金屬也必須對(duì)陶瓷具有活性， 根據(jù)熱力學(xué)條件，活性元素的選擇原則以與陶瓷反應(yīng)的自由能變化g0為基準(zhǔn)。

2)界面兩側(cè)的熱-力學(xué)匹配問(wèn)題由于陶瓷和金屬之間的熱膨脹系數(shù)差異很大， 作為中間層的金屬有熱膨脹系數(shù)小的金屬屈服點(diǎn)s和彈性模量e低的柔軟金屬。在焊接溫度下冷卻會(huì)產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，從而降低接頭的斷裂強(qiáng)度，甚至破裂。 目前的主要解決方案是在陶瓷和金屬之間加入中間層，但是，兩者通常是矛盾的。

3 .幾種焊接方法的比較

前面的分析表明，熔融焊接不適合陶瓷焊接。 固相擴(kuò)散焊接和釬焊適用于陶瓷的焊接，

4 .焊接陶瓷發(fā)展前景

關(guān)于陶瓷焊接的研究數(shù)量很多，目前除了需要對(duì)界面反應(yīng)、內(nèi)應(yīng)力的數(shù)值模擬等理論問(wèn)題進(jìn)行更深入的研究外，還將側(cè)重于實(shí)際應(yīng)用。 其主要問(wèn)題如下

1)為了充分發(fā)揮陶瓷的耐高溫性，需要解決接頭的高溫性能。

2)目前的試驗(yàn)都是采用小樣品，陶瓷的前裂紋和低應(yīng)力破壞是個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，必須進(jìn)步研究降低內(nèi)應(yīng)力的方法，內(nèi)應(yīng)力問(wèn)題不太突出，在大面積和復(fù)雜零件焊接的情況下。

3)目前的焊接陶瓷主要在真空中進(jìn)行，效率低、成本高，必須研究非真空的低成本焊接方法。

以上介紹的就是焊接陶瓷的應(yīng)用，陶瓷對(duì)焊接物的可靠性評(píng)價(jià)也是重要的問(wèn)題。 由于陶瓷是脆性材料，如果包含焊接微裂紋和內(nèi)應(yīng)力的水平過(guò)高，在使用中發(fā)生脆性斷裂是非常危險(xiǎn)的。