[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

摘要

基于Ni-B/Ti瞬时液相原位反应的陶瓷/金属连接方法，它涉及一种钎焊连接方法，本发明要解决现有陶瓷/金属接头强度低、稳定性差的问题。本发明陶瓷/金属连接方法如下：使用电镀或化学镀的方法在Ni箔片表面沉积Ni-B非晶合金，制成(Ni/Ni-B)复合箔片，将一定厚度比例的(Ni/Ni-B)复合箔片和Ti箔片置于被焊金属和陶瓷之间，组成待焊件，放入真空压力烧结炉中焊接，即完成陶瓷/金属的连接。本方法可在陶瓷/金属焊缝中原位产生TiB晶须增强体，有效缓解了接头应力，提高接头强度。使用本方法得到的接头抗剪强度可达92～136MPa，接头强度提高了43％～72％。本方法可用于陶瓷/金属钎焊连接领域。

主权项

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)。