[发明专利]一种基于激光表面活化的陶瓷连接方法

说明书

一种基于激光表面活化的陶瓷连接方法，属于陶瓷连接技术领域，其包括以下步骤：对第一陶瓷的待连接面和第二陶瓷的待连接面进行机械抛光；对机械抛光后的第一陶瓷的待连接面和第二陶瓷的待连接面进行激光表面活化；将钎料置于第一陶瓷的待连接面和所述第二陶瓷的待连接面之间，以形成初步连接体，并对初步连接体的连接处施加压力；对初步连接体进行加热连接，以获得第一陶瓷与第二陶瓷的连接接头。通过设置上述基于激光表面活化的陶瓷连接方法，传统的陶瓷连接方法存在着条件温度较低，从而导致钎料合金在陶瓷表面湿润性较差的技术问题。

技术领域

本申请涉及陶瓷连接技术领域，尤其涉及一种基于激光表面活化的陶瓷连接方法。

背景技术

陶瓷材料具有耐高温、耐辐照、高硬度、良好绝缘性、良好化学稳定性、介电常数小等优良性能，广泛应用在航空航天、核电、电力电子等领域；然而由于陶瓷材料硬度高、脆性大等缺陷，难以将其加工成复杂结构件以满足实际应用需求。实现陶瓷连接是满足该应用的有效途径，目前，钎焊是一种应用最为广泛的实现陶瓷连接的方法，一方面，由于陶瓷材料与钎料合金的化学键类型不同，钎料难以润湿陶瓷表面，往往需要向钎料中添加活性元素且要在较高的连接温度(800℃)下进行连接；另一方面，陶瓷与钎料合金的热膨胀系数相差较大，高的连接温度会导致接头中产生较大的残余应力，更易导致接头失效。现有技术采用降低连接温度的方式以获得良好接头性能，然而其在较低温度条件下，无法保证钎料合金在陶瓷表面的润湿性。

因此，传统的陶瓷连接方法存在着条件温度较低，从而导致钎料合金在陶瓷表面湿润性较差的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于激光表面活化的陶瓷低温连接方法，旨在解决传统的陶瓷连接方法存在着条件温度较低，从而导致钎料合金在陶瓷表面湿润性较差的技术问题。

本申请实施例提供了一种基于激光表面活化的陶瓷连接方法，包括以下步骤：

对第一陶瓷的待连接面和第二陶瓷的待连接面进行机械抛光；

对机械抛光后的所述第一陶瓷的待连接面和所述第二陶瓷的待连接面进行激光表面活化；

将钎料置于所述第一陶瓷的待连接面和所述第二陶瓷的待连接面之间，以形成初步连接体，并对所述初步连接体的连接处施加压力；

对所述初步连接体进行加热连接，以获得第一陶瓷与第二陶瓷的连接接头。

在其中一实施例中，对第一陶瓷的待连接面和第二陶瓷的待连接面进行机械抛光后，还包括：

对所述第一陶瓷和所述第二陶瓷进行清洗。

在其中一实施例中，对第一陶瓷的待连接面和第二陶瓷的待连接面进行机械抛光，具体通过以下方式实现：

依次采用800目、1000目、1200目的金刚石砂盘对所述第一陶瓷的待连接面和所述第二陶瓷的待连接面进行机械抛光，以获得表面粗糙度为0.1～0.8μm的机械抛光后的所述第一陶瓷和所述第二陶瓷。

在其中一实施例中，对所述第一陶瓷和所述第二陶瓷进行清洗，具体通过以下方式实现：

在丙酮溶液中对所述第一陶瓷和所述第二陶瓷进行超声清洗，清洗时间为10～20分钟。

在其中一实施例中，采用激光器对机械抛光后的所述第一陶瓷的待连接面和所述第二陶瓷的待连接面进行激光表面活化；

所述激光器为纳秒脉冲激光器、皮秒脉冲激光器或飞秒脉冲激光器。

在其中一实施例中，对机械抛光后的所述第一陶瓷的待连接面和所述第二陶瓷的待连接面进行激光表面活化，具体包括以下步骤：

将所述第一陶瓷和所述第二陶瓷固定于工作台上，使所述第一陶瓷的待连接面和所述第二陶瓷的待连接面朝上；