渡層，所獲的釬焊接頭具有高的強度和高的韌性。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明所得到的A1N陶瓷表面兩種多層結構的A1合金涂層示意圖。
[0027]圖2是實施例1中A1對A1N陶瓷直接釬焊接頭的掃描電子顯微鏡照片，。
[0028]圖3是實施例2中Al-Cu合金對A1N陶瓷直接釬焊接頭的掃描電子顯微鏡照片。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細說明本發(fā)明的技術方案。
[0030]A1或A1合金對A1N陶瓷直接釬焊方法的實施過程如下:
[0031 ] 1.將A1N陶瓷的待釬焊面進行拋光處理，以降低其表面粗糙度；
[0032]2.采用真空蒸發(fā)鍍膜，濺射鍍膜，以及離子鍍膜等物理氣相沉積鍍膜的方法在A1N陶瓷的待釬焊表面鍍覆作為釬料的純A1或A1合金單層涂層，或由合金元素層和A1層組成的多層結構涂層，涂層的總厚度為300nm?40μπι，多層結構涂層如圖1所示，圖中1是Α1Ν陶瓷基底，2是Α1底層，3是Α1涂層，4是合金元素涂層；圖1 (a)中，合金元素層鍍覆在A1層的表面;圖1(b)中，是以多層合金元素層的形式將它們插入到A1層之中形成多層結構的涂層；
[0033]3.將兩陶瓷以涂層面相對放置并施加壓緊力后裝入真空爐，對真空爐腔抽真空至氣壓低于10—中&，并在隨后的加熱時保持氣壓不高于此值；
[0034]4.進行真空加熱釬焊，釬焊溫度為純A1或所采用的A1合金釬料的熔化溫度至這一溫度以上80°C的范圍，加熱至釬焊溫度并保溫10分鐘后隨爐冷卻。
[0035]以下結合本發(fā)明的內容提供實施實例:
[0036]將A1N陶瓷片(30 X 30 X 0.8mm)的一平面進行拋光并清洗，采用磁控濺射方法在拋光的陶瓷面上鍍覆純A1或Al-Cu合金涂層，將兩鍍覆了涂層的陶瓷片以涂層面相對緊貼并平放置于真空爐中，在相貼的陶瓷片上放置一合適重量的陶瓷塊施加小的壓力以保證釬焊面的涂層相互貼緊，將真空爐腔抽至氣壓低于IX 10—4a后進行加熱釬焊，釬焊時加熱的溫度為680°C并保溫10分鐘后隨爐冷卻取出。
[0037]實施例1
[0038]在A1N陶瓷面上鍍覆純A1涂層，厚度為7μπι，真空釬焊的加熱溫度為670°C并保溫10分鐘。由此涂層釬焊后獲得的接頭剪切強度為104MPa。釬焊接頭剪切強度采用國家標準GB11363-89《釬焊接頭強度試驗方法》進行測定，下同。
[0039]實施例2
[0040]在A1N陶瓷面上鍍覆Al-Cu涂層，涂層的結構為先鍍覆厚度為7μπι的A1層，再在其表面鍍覆厚度為200nm的Cu層，由此雙層涂層熔化可獲得Al_3.8at.%Cu的合金釬料，真空釬焊的加熱溫度為670°C并保溫10分鐘。釬焊后得到的接頭剪切強度為165MPa。
[0041 ] 實施例3
[0042]在A1N陶瓷面上鍍覆Al-Cu涂層，涂層的結構為先鍍覆lOOnm厚的A1底層，接著鍍覆厚度為500nm的Cu層，由此多層涂層熔化可獲得Al_9.4at.%Cu的合金釬料，在Cu層表面鍍覆厚度為7μπι的A1層，真空釬焊的加熱溫度為670°C并保溫10分鐘。釬焊后得到的接頭剪切強度為95MPa。
[0043]實施例4
[0044]在A1N陶瓷面上鍍覆Al-Ge涂層，涂層的結構為先鍍覆lOOnm厚的A1底層，接著鍍覆厚度為2.4μπι的Ge層，在Ge層表面鍍覆厚度為7μπι的A1層，由此多層涂層熔化可獲得Α1-20.0at.%Ge的合金釬料，真空釬焊的加熱溫度為510°C并保溫10分鐘。釬焊后得到的接頭剪切強度為48MPa。
[0045]采用Hitachi S_3400n掃描電子顯微鏡(SEM)，分別對實施例1和2進行檢測并拍攝電鏡照片。如圖2和3所示，圖中1是A1N陶瓷層、2是純A1釬縫層、3是Al-3.8at.%Cu合金釬縫層。
[0046]由圖2、3可見，各接頭的釬縫均與陶瓷形成了良好的冶金結合，釬縫為致密飽滿的鑄態(tài)組織并少有未焊透和氣孔等釬焊缺陷。釬縫與A1N形成無任何過渡層的直接連接界面。
【主權項】
1.一種采用鋁或鋁合金對氮化鋁陶瓷進行直接釬焊的方法，其特征在于，包括如下步驟:通過物理氣相沉積鍍膜的方法在A1N陶瓷的待釬焊表面鍍覆作為釬料的純A1或A1合金涂層，然后將兩陶瓷以涂層面相對緊貼放置并施加壓緊力后進行真空加熱釬焊，得到由A1或A1合金直接釬焊A1N陶瓷的釬焊接頭。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理氣相沉積鍍膜為真空蒸發(fā)鍍膜，濺射鍍膜或離子鍍膜。3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在鍍覆A1或A1合金涂層前，先將A1N陶瓷的待釬焊面進行拋光處理。4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，純A1或A1合金涂層的厚度范圍為300nm?40μmD5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在涂層鍍覆時，首先在A1N陶瓷表面鍍覆厚度不小于lOOnm的純A1底層，然后繼續(xù)鍍覆純A1或A1合金涂層。6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述A1合金涂層可采用A1合金單層涂層，也可采用由合金元素層和A1層組成的多層涂層。7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述多層涂層中，合金元素層可以鍍覆在A1層的表面，也可以一層或多層合金元素層的形式將它們插入到A1層之中形成多層結構的涂層。8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述41合金涂層，可以是41分別與0!，附，51，Ge組成的二元合金，或者是由A1和上述合金元素或再加入其他元素組成的三元或多元合金。9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述A1合金涂層中除A1以外，Cu的含量<15at.%，Ni的含量< 10at.%，Si的含量< 12at.%，Ge的含量< 20at.%，其他元素的含量<lat.% ο10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述真空加熱釬焊時的氣壓為低于10—4a，加熱溫度為純A1或所采用的A1合金釬料的熔化溫度至高于這一溫度80°C的范圍。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種采用鋁或鋁合金對氮化鋁陶瓷進行直接釬焊的方法，包括如下步驟：通過物理氣相沉積鍍膜的方法在AlN陶瓷的待釬焊表面鍍覆作為釬料的純Al或Al合金涂層，然后將兩陶瓷以涂層面相對緊貼放置并施加壓緊力后進行真空加熱釬焊，得到由Al或Al合金直接釬焊AlN陶瓷的釬焊接頭。本發(fā)明采用Al或Al合金對AlN陶瓷直接釬焊，避免了已有釬焊方法需對陶瓷進行金屬化而在釬縫和陶瓷間產生過渡層的不足，獲得具有高強度和高韌性的釬焊接頭；本方法可在較低的真空度下進行釬焊，并且在大面積的平面釬焊接頭中獲得很高的釬透率，可作為連接技術用于AlN陶瓷的加工和制造。
【IPC分類】C04B37/00
【公開號】CN105418132
【申請?zhí)枴緾N201610008279
【發(fā)明人】尚海龍, 趙博文, 陳凡, 齊進艷, 石愷成, 李戈揚, 李榮斌, 王穎
【申請人】上海電機學院
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2016年1月7日