將步驟a處理后的導(dǎo)電陶瓷基母材連接面加工成齒形槽狀結(jié)構(gòu),其中槽深為0.3?3mm,槽寬為0.3?3mm,兩個槽的間距為0.3?2mm,槽深度方向與待連接面切線方向的夾角為90?150° ;
[0037]C、將步驟b表面處理后的導(dǎo)電陶瓷基母材和步驟a表面處理后的對應(yīng)連接件打磨清理,再用丙酮清洗并烘干,得到清洗后的導(dǎo)電陶瓷基母材和對應(yīng)連接件;
[0038]二、配制釬料:復(fù)合釬料包含B源和含Ti共晶合金系,其中Ti元素和B元素的摩爾比為(10?I):1 ;B源為B、TiB2' ZrB2, HfB2, HfB, BN和B4C中的任意一種或幾種按任意比組成的混合物,含Ti共晶合金系為T1-N1、T1-Cu、Ag-Cu-Ti或T1-Si ;若導(dǎo)電陶瓷基母材或?qū)?yīng)連接件中含有B源,則不加B源或降低B源加入量;終產(chǎn)物的釬焊接頭中TiB晶須的體積含量不低于5% ;
[0039]三、釬料放置
[0040]將步驟二配制的復(fù)合釬料、松油醇和乙基纖維素均勻攪拌成膏體,得到復(fù)合釬料膏,其中復(fù)合釬料、松油醇和乙基纖維素的質(zhì)量比為10: (0.2?2): (0.4?3),將復(fù)合釬料膏涂覆于步驟一清洗后的導(dǎo)電陶瓷基母材和對應(yīng)連接件的連接面之間,即得待焊組件;或?qū)⒅苽涞膹?fù)合釬料膏通過甩帶或擠壓成箔后置于對應(yīng)連接體之間,得到待焊組件;
[0041]四、真空釬焊連接
[0042]將待焊組件置于真空爐中,將真空釬焊爐抽真空至5 X 10 4?I X 10 3Pa,然后將真空釬焊爐以15°C /min的速度升溫至溫度T1,并保溫5min?lOmin,再以10°C /min的速度升溫至釬焊溫度T2,并保溫1min?20min,然后以5?10°C /min的速度降溫至400°C,最后隨爐冷卻,即完成導(dǎo)電陶瓷基材料的釬焊連接;其中T1= T2-(100°C?200°C ),T2高于釬料液相線溫度10%?30%。
[0043]本實施方式所述的制備方法具有如下優(yōu)點:
[0044](I)在宏觀尺度充分利用導(dǎo)電陶瓷基材料的導(dǎo)電特性引入精密線切割技術(shù)對其連接面進(jìn)行多種形式的表面結(jié)構(gòu)的二次設(shè)計加工,可以有效減緩陶瓷/金屬連接界面近陶瓷一側(cè)的應(yīng)力集中,而且該工藝簡單易操作、成本低;
[0045](2)微觀尺度在釬焊界面附近和釬料層中可以同時原位生成TiB晶須,同時具有以下效果:
[0046]a.對連接界面進(jìn)行在微觀層次進(jìn)行界面的二次加工,分布在界面附近的TiB晶須可以在微觀尺度增加了界面連接面積并有效減緩陶瓷/金屬連接界面近陶瓷一側(cè)的應(yīng)力集中,還可以對殘余應(yīng)力進(jìn)行方向扭轉(zhuǎn);
[0047]b.對釬料層材料進(jìn)行改性,釬料層由原來的純金屬材質(zhì)變?yōu)榻饘倩鵗iB晶須強化復(fù)合材料,有效減小了釬料層熱膨脹系數(shù)、降低了殘余應(yīng)力;
[0048]c.原位生成的TiB晶須可以有效扭轉(zhuǎn)接頭殘余應(yīng)力的方向,降低裂紋出現(xiàn)的幾率。
[0049](3)通過宏觀尺度和微觀尺度的聯(lián)合作用,最大程度上緩解了接頭應(yīng)力,提高接頭的強度可靠性。本方法獲得的導(dǎo)電陶瓷基材料釬焊接頭的抗壓剪強度為155?265MPa,比采用常規(guī)平直界面和無增強相的釬焊接頭強度提高了 165%?345%。
[0050]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是:所述的對應(yīng)連接件為金屬或?qū)щ娞沾苫覆?。其它與【具體實施方式】一相同。
[0051]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是:所述的導(dǎo)電陶瓷基母材是指要與自身或金屬基材料連接的具有導(dǎo)電特性的陶瓷基材料。其它與【具體實施方式】一或二相同。本實施方式中導(dǎo)電陶瓷基母材為硼化物基陶瓷、碳化物基陶瓷、導(dǎo)電的氧化物基陶瓷或?qū)щ姷牡锘沾伞?br>[0052]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是:所述的金屬為鈦合金、銀合金或鉬合金。其它與【具體實施方式】一至三之一相同。
[0053]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同的是:步驟一中所述的齒形槽狀結(jié)構(gòu)中任意兩個槽為互相平行或相互交錯。其它與【具體實施方式】一至四之一相同。
[0054]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之一不同的是:所述的復(fù)合釬料的形態(tài)是粉狀、箔狀或片狀。其它與【具體實施方式】一至五之一相同。
[0055]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】一至六之一不同的是:步驟二中所述的復(fù)合釬料中的B源以粉體球磨混合的方式引入到活性共晶釬料中,或通過多次熔煉的方式引入到活性共晶釬料中,或者通過電鍍、磁控濺射或電子蒸鍍引入到活性共晶釬料的外表面上。其它與【具體實施方式】一至六之一相同。
[0056]【具體實施方式】八:本實施方式一種多尺度聯(lián)合提高導(dǎo)電陶瓷基材料釬焊接頭強度的方法,是按以下步驟進(jìn)行:
[0057]一、導(dǎo)電陶瓷基母材連接面表面處理:
[0058]通過線切割將導(dǎo)電陶瓷基母材連接面加工成齒形槽狀結(jié)構(gòu),得到表面處理過的導(dǎo)電陶瓷基母材,其中槽深為0.3?3mm,槽寬為0.3?3mm,兩個槽的間距為0.3?2mm,槽深度方向與待連接面切線方向的夾角為90?150° ;將對應(yīng)連接件和表面處理過的導(dǎo)電陶瓷基母材打磨清理,再用丙酮清洗并烘干,得到清洗后的導(dǎo)電陶瓷基母材和對應(yīng)連接件;
[0059]二、配制釬料:復(fù)合釬料包含B源和含Ti共晶合金系,其中Ti元素和B元素的摩爾比為(10?I):1 ;B源為B、TiB2' ZrB2, HfB2, HfB, BN和B4C中的任意一種或幾種按任意比組成的混合物,含Ti共晶合金系為T1-N1、T1-Cu、Ag-Cu-Ti或T1-Si ;若導(dǎo)電陶瓷基母材或?qū)?yīng)連接件中含有B源,則不加B源或降低B源加入量;終產(chǎn)物的釬焊接頭中TiB晶須的體積含量不低于5% ;
[0060]三、釬料放置
[0061]將步驟二配制的復(fù)合釬料、松油醇和乙基纖維素均勻攪拌成膏體,得到復(fù)合釬料膏,其中復(fù)合釬料、松油醇和乙基纖維素的質(zhì)量比為10: (0.2?2): (0.4?3),將復(fù)合釬料膏涂覆于步驟一清洗后的導(dǎo)電陶瓷基母材和對應(yīng)連接件的連接面之間,即得待焊組件;或?qū)⒅苽涞膹?fù)合釬料膏通過甩帶或擠壓成箔后置于對應(yīng)連接體之間,得到待焊組件;
[0062]四、真空釬焊連接
[0063]將待焊組件置于真空爐中,將真空釬焊爐抽真空至5 X 10 4?I X 10 3Pa,然后將真空釬焊爐以15°C /min的速度升溫至溫度T1,并保溫5min?lOmin,再以10°C /min的速度升溫至釬焊溫度T2,并保溫1min?20min,然后以5?10°C /min的速度降溫至400°C,最后隨爐冷卻,即完成導(dǎo)電陶瓷基材料的釬焊連接;其中T1= T2-(100°C?200°C ),T2高于釬料液相線溫度10%?30% ;其中所述的導(dǎo)電陶瓷基母材與對應(yīng)連接件的熱膨脹系數(shù)相等。
[0064]【具體實施方式】九:本實施方式與【具體實施方式】八不同的是:所述的對應(yīng)連接件為金屬或?qū)щ娞沾苫覆?。其它與【具體實施方式】八相同。
[0065]【具體實施方式】十:本實施方式與【具體實施方式】八或九不同的是:所述的導(dǎo)電陶瓷基母材是指要與自身或金屬基材料連接的具有導(dǎo)電特性的陶瓷基材料。其它與【具體實施方式】八或九相同。本實施方式中導(dǎo)電陶瓷基母材為硼化物基陶瓷、碳化物基陶瓷、導(dǎo)電的氧化物基陶瓷或?qū)щ姷牡锘沾伞?br>[0066]【具體實施方式】^^一:本實施方式與【具體實施方式】八至十之一不同的是:所述的金屬為鈦合金、鈮合金或鉬合金。其它與【具體實施方式】八至十之一相同。
[0067]【具體實施方式】十二:本實施方式與【具體實施方式】八至i^一之一不同的是:步驟一中所述的齒形槽狀結(jié)構(gòu)中任意兩個槽為互相平行或相互交錯。其它與【具體實施方式】八至i 之一相同。
[0068]【具體實施方式】十三:本實施方式與【具體實施方式】八至十二不同的是:所述的復(fù)合釬料的形態(tài)是粉狀、箔狀或片狀。其它與【具體實施方式】八至十二相同。
[0069]【具體實施方式】十四:本實施方式與【具體實施方式】八至十三不同的是:步驟二中所述的復(fù)合釬料中的B源以粉體球磨混合的方式引入到活性共晶釬料中,或通過多次熔煉的方式引入到活性共晶釬料中,或者通過電鍍、磁控濺射或電子蒸鍍引入到活性共晶釬料的外表面上。其它與【具體實施方式】八至十三相同。
[0070]下面的實施例將對本發(fā)明予以進(jìn)一步的說明,但并不因此而限制本發(fā)明。
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