[发明专利]一种陶瓷天线罩与金属连接环的连接方法

说明书

一种陶瓷天线罩与金属连接环的连接方法，涉及一种陶瓷与金属的连接方法。本发明是要解决目前多孔氮化硅陶瓷/Invar合金天线罩接头残余应力较高的技术问题。本发明通过天线罩的结构设计解决了目前多孔氮化硅陶瓷/Invar合金天线罩接头残余应力较高的问题，使环形天线罩连接后无明显微裂纹。本发明的中间连接层的设计，其由上层钎料、软性中间层和下层钎料组成。其中上层钎料为AgCuTi钎料箔；软性中间层为Cu泡沫、Cu瓦楞或泡沫镍；下层钎料为AgCu钎料箔。本发明应用于焊接领域。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷与金属的连接方法。

背景技术

天线罩是飞行器重要结构部分，其需要具备介电性能优良、抗热震性能好、热膨胀系数低等特性。多孔Si₃N₄陶瓷作为天线罩体能够满足上述要求，然而多孔Si₃N₄陶瓷材料的脆性较大，难以直接与飞行器其他部分进行装配，因此，需要在天线罩端部连接金属环，通过金属环实现与飞行器其他部分的装配。有专利介绍了采用有机胶连接天线罩与金属环，但其强度低，耐高温性不好。因此，采用陶瓷-金属钎焊技术将极大提高连接结构的强度及耐高温性能。Invar合金具备热膨胀系数低的优点，因此常被选做金属连接环。一方面大尺寸结构件连接面积大，残余应力随构件尺寸增大而急剧上升，另一方面由于多孔Si₃N₄陶瓷易破碎，钎焊过程极易因残余应力过大导致多孔Si₃N₄陶瓷断裂。因此，需要对天线罩连接部分进行结构设计，通过优化结构降低连接件的残余应力。

发明内容

本发明是要解决目前多孔氮化硅陶瓷/Invar合金天线罩接头残余应力较高的技术问题，而提供一种陶瓷天线罩与金属连接环的连接方法。

本发明的陶瓷天线罩与金属连接环的连接方法是按以下步骤进行的：

一、将Invar合金连接环依次用无水乙醇和丙酮进行清洗；

所述的Invar合金连接环的中心为通孔，Invar合金连接环的上部为空心圆台结构，上端的直径小于下端的直径；Invar合金连接环的下部为空心圆柱体结构；Invar合金连接环上部的底端的外径小于Invar合金连接环下部的外径；

二、将多孔Si₃N₄陶瓷天线罩用棉花擦拭表面；所述的多孔Si₃N₄陶瓷天线罩为空心圆环结构，且内壁的形状与Invar合金连接环的上部的外壁形状相同；

三、将里层钎料、软性中间层钎料和外层钎料加工成与Invar合金连接环的上部外壁形状相同的环形结构，然后将里层钎料、软性中间层钎料和外层钎料放入无水乙醇中超声清洗2min～3min，放入烘箱中烘干；

所述的里层钎料为AgCu钎料箔；

所述的软性中间层钎料为泡沫铜、Cu瓦楞或泡沫镍；

所述的外层钎料为AgCuTi钎料箔；

四、在Invar合金连接环上部的外表面依次套上里层钎料、软性中间层和外层钎料，各个相邻的层之间用502胶粘住，然后在上层钎料的外壁套上多孔Si₃N₄陶瓷天线罩，各层之间紧密配合；

五、将步骤四中装配好的待焊工件放入真空加热炉中，在真空条件下，先以10℃/min～15℃/min将温度从室温升到300℃～350℃，在300℃～350℃保温30min～40min；随后以10℃/min～15/min的升温速率从300℃～350℃升温至850℃～900℃，在850℃～900℃保温10min～15min，然后以5℃/min～10℃/min降温至300℃～350℃，然后自然冷却至室温，完成陶瓷与金属的钎焊。