瞬态液相连接技术的方法和注意事项

从原理上讲，陶瓷基复合材料的瞬态液相连接（TLP）与金属的TLP连接并无两样，只不过这时采用的中间层是能与复合材料陶瓷基体完全固溶的氧化物或几种氧化物的混合物，而不是金属。连接时，首先将低熔中间层材料预置于熔点更高的被连接复合材料之间的界面处，然后将其加热到中间层材料熔点之上某一温度，这时，中间层材料开始熔化，并与复合材料发生相互溶解和扩散渗入反应；此后，随保温时间的延长，高熔点基体材料在中间层中溶解量增加，而中间层中低熔点成分向基体中进一步扩散渗入，使其熔点逐渐提高直至完全凝固而形成接头。中间层材料最初熔化有助于消除接头中的空隙，而中间层材料与基体之间的相互溶解与扩散则可以产生一个耐热性更好的陶瓷接头。

实际上，对于陶瓷来说，能完全固溶的二元体系是非常有限的。从陶瓷相图中可查到的共有28个，而能真正用于陶瓷基复合材料连接的为数则更少。即使如此，有些系统的最终固溶产物确实具有良好的耐热性（如ThO₂-ZrO₂）或具有低熔点（如Na₂O·2SiO₂-BaO·2SiO₂），从而为陶瓷基复合材料连接用中间层材料的选择提供了余地和可能性。当用含碱或碱土元素的氧化物混合物作为中间层材料时，由于其黏度主要取决于其中碱或碱土元素的含量（见图17-13）^[51]，因此可以选择一种具有合适成分的低黏度、流动性好的陶瓷玻璃层来进行陶瓷基复合材料的TLP连接。在连接过程中，随着中间层材料中碱或碱土元素向复合材料基体中的扩散渗入，其自身黏度逐渐提高，直至整个接头完全凝固实现陶瓷基复合材料的可靠连接。

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图17-13 金属氧化物含量对熔融硅酸盐黏度的影响 Fig.17-13 Effect of modifier oxides on viscosity of fused silica