陶瓷基复合材料焊接的难点及改善方法

（1）陶瓷基复合材料焊接的难点：

1）在焊接温度下，连接材料（陶瓷与陶瓷或陶瓷与金属）会产生化学反应，在界面上形成很强的化学键。

2）界面反应形成的产物一般是硬脆性相，如果这个硬脆性相较厚，会明显降低接头的连接强度，因此将这一反应产物控制在一个合理的厚度就是连接工艺应当解决的问题。

3）由于陶瓷材料制备（多为烧结或沉积等）工艺造成陶瓷基体会存在一定的空隙，因此，需要连接材料在连接温度下熔化，或在连接之前为流体，以便能够填充在表面开放的空隙，形成致密而连续的界面。

4）由于陶瓷材料一般被要求在高温工作，所以连接材料的熔点一般也较高，这样必然也要求较高的连接温度。在较高温度下，不仅容易引起陶瓷材料力学性能的损伤，而且还会增大接头的热应力，这样将会降低接头的性能。

5）由于陶瓷基复合材料自身纤维的存在，其力学性能和物理性能具有明显的方向性，从而使得陶瓷基复合材料-金属接头比陶瓷-金属接头的残余应力分布更为复杂，将给残余应力的控制和缓解增加了难度。

这就要求连接材料（陶瓷与陶瓷或陶瓷与金属）有好的化学相容性和物理匹配性，才能够得到良好的焊接接头。

（2）改善陶瓷基复合材料焊接的措施(www.xing528.com)

改善陶瓷基复合材料焊接的措施就是合理地选择中间层

1）改善连接材料（陶瓷与陶瓷或陶瓷与金属）的物理匹配性

①采用单层应力缓解中间层。采用低弹性模量、低屈服强度和高塑性的金属材料，如Cu、Ag、Al、Ni等，通过中间层的弹性、塑性变形来缓解焊接接头在降温过程中产生的热应力，可以达到降低接头残余应力的目的。但是由于金属的熔点较低，因此接头的使用温度也将大大降低。

②采用复合中间层。复合中间层不仅包括容易变形的软金属层，还包括弹性模量高、线胀系数小的硬金属层，如W、Nb、Mo等，其目的是通过加入硬金属层来提高中间层的弹性模量，以减小中间层的整体模量与陶瓷材料弹性模量之差，进而减小接头的残余应力，同时还可以提高抗热振性能。

③采用梯度中间层材料。即采用物理性能逐渐变化的多层中间层材料，以缓解接头残余应力。

2）控制界面反应层厚度。采用合理的中间层材料并选择合理的焊接参数，以控制界面反应物及其厚度。