表面改性对多孔Si₃N₄陶瓷接头组织结构及连接强度的影响

【作者】 庄艳丽； 林铁松； 何鹏； 王胜金； 贾德昌； 魏红梅；

【机构】 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室； 哈尔滨工业大学特种陶瓷研究所；

【摘要】 为了进一步提高Ag-Cu-Ti钎料对多孔氮化硅陶瓷的润湿性,提升接头连接强度,研究中通过对多孔氮化硅陶瓷浸渗AgNO₃水溶液,经进一步热处理,对多孔Si₃N₄陶瓷表面进行Ag改性,并对改性前后的多孔Si₃N₄陶瓷进行自身连接。通过XRD、SEM及EDS表征手段发现,改性前后的多孔氮化硅陶瓷连接界面处均发现钎料浸渗现象,但未改性的接头只在一侧界面处出现了钎料向表面孔隙中浸渗的现象,其浸渗宽度约为25μm,而改性后的多孔氮化硅陶瓷接头界面两侧均产生了钎料浸渗,且两侧浸渗宽度相近,约为60μm。通过连接强度测试,改性后的接头强度约为112MPa,较未改性的接头强度提升了60%。通过对多孔Si₃N₄陶瓷表面进行银金属化处理,能够促使钎料向陶瓷孔隙中浸渗,在界面处形成金属-陶瓷过渡区域,且钎料与母材在界面处发生化学反应,从而使界面处形成机械互锁与化学结合的双重作用机制,有利于焊后残余热应力的缓解及接头性能的提高。更多还原