[发明专利]基于Ni-B/Ti瞬时液相原位反应的陶瓷/金属连接方法

权利要求书

1.基于Ni-B/Ti瞬时液相原位反应的陶瓷/金属连接方法，其特征在于它是按照以下步骤进行：

一、对金属基体采用800#、1000#、1200#、1500#砂纸打磨表面，然后浸入丙酮溶液超声清洗5min，晾干备用；对陶瓷基体采用1200#和1500#金刚石磨盘打磨表面，浸入丙酮溶液超声清洗5min，晾干备用；

二、取Ti、Ni中间层箔片，首先将其浸入丙酮溶液中超声清洗5min，之后放入除氧化膜溶液浸泡10～15min进行除氧化膜处理，然后取出Ti、Ni中间层箔片用清水冲洗干净，晾干备用；所述的除氧化膜溶液是由质量百分含量为2％～5％的HF、质量百分含量为20％～45％的HNO₃和余量的水组成；

三、取厚度为50μm～100μm步骤二处理的Ni中间层箔片，浸入丙酮溶液中超声清洗5min，之后在Ni中间层箔片一侧沉积1μm～5μm厚的Ni-B非晶合金层，得Ni/Ni-B复合箔片；然后对Ni/Ni-B复合箔片采用清水清洗，晾干备用；其中，所述的Ni-B非晶合金层的B含量为3wt.％～6wt.％；

四、取步骤一处理的陶瓷、金属、步骤二处理后的Ti中间层箔片以及步骤三得到的Ni/Ni-B复合箔片以叠放方式组装成待焊件，组装顺序为：金属/Ti中间层箔片/Ni/Ni-B复合箔片/Ti中间层箔片/陶瓷；将待焊件置于真空扩散焊炉中，施加5～10MPa压力，并抽真空至5×10^-4～1×10^-3Pa，然后将真空扩散焊炉以30℃/min的速度升温至900℃，保温5min，再以10℃/min的速度升温至950～1000℃，保温5～30min，再以5℃/min的速度降温至300℃，最后焊接件随炉冷却至室温，完成所述的基于Ni-B/Ti瞬时液相原位反应的陶瓷/金属连接；其中，Ni/Ni-B复合箔片的Ni-B非晶合金层靠近陶瓷一侧，两层Ti中间层箔片的总厚度与不包含Ni-B非晶合金层的Ni中间层箔片厚度的厚度比例为1：(1.0～2.5)。

2.根据权利要求1所述的基于Ni-B/Ti瞬时液相原位反应的陶瓷/金属连接方法，其特征在于步骤三中所述的在Ni中间层箔片一侧的表面沉积Ni-B非晶合金层是指采用化学镀镍硼合金法或电镀镍硼合金法进行沉积。

3.根据权利要求2所述的基于Ni-B/Ti瞬时液相原位反应的陶瓷/金属连接方法，其特征在于所述的化学镀镍硼合金法的沉积条件为：化学镀溶液含有浓度为5g/L的NiCl·6H₂O、浓度为7g/L的NaC₂H₃O₂、浓度为1g/L的C₂H₁₀BN和浓度为10～50mg/L的PbCl₂；化学镀溶液pH为4，化学镀溶液温度为59～81℃，化学沉积时间为5～30min。

4.根据权利要求3所述的基于Ni-B/Ti瞬时液相原位反应的陶瓷/金属连接方法，其特征在于所述的化学镀镍硼合金法的沉积条件为：化学镀溶液含有浓度为5g/L的NiCl·6H₂O、浓度为7g/L的NaC₂H₃O₂、浓度为1g/L的C₂H₁₀BN和浓度为10～50mg/L的PbCl₂；化学镀溶液pH为4，化学镀溶液温度为65～80℃，化学沉积时间为5～20min。

5.根据权利要求2所述的基于Ni-B/Ti瞬时液相原位反应的陶瓷/金属连接方法，其特征在于所述的电镀镍硼合金法的沉积条件为：电镀溶液含有浓度为240g/L的NiSO₄·6H₂O、浓度为5g/L的NiCl·6H₂O、浓度为30g/L的H₃BO₃和浓度为3g/L的C₂H₁₀BN；电镀溶液pH为3.5，电镀溶液温度为44～46℃，电流密度为0.5～1.5A/dm²，电镀时间为10～60min。