用非晶钎料加铜层连接Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>的界面结构与强度

邹家生; 左淮文; 许祥平

用非晶钎料加铜层连接Si₃N₄的界面结构与强度

江苏科技大学先进焊接技术省级重点实验室, 镇江 212003

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50875117);江苏高校优势学科建设工程资助项目

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- 收稿日期: 2011-10-16

Interfacial structure and strength of Si₃N₄ ceramics joint brazed with amorphous filler metal and Cu layer

Provincial Key Lab of Advanced Welding Technology, Jiangsu University of Science and Technology, Zhenjiang 212003, China

摘要

摘要: 采用TiZrCuB非晶钎料和铜箔中间层连接Si₃N₄陶瓷,研究了钎料成分和铜箔厚度对接头界面结构和抗弯强度的影响.结果表明,采用Ti40Zr25CuB0.2非晶钎料和70!m铜箔中间层,在1 323 K×30 min和0.027 MPa压力下连接Si₃N₄陶瓷,其接头抗弯强度最高为241 MPa;Si₃N₄陶瓷连接接头界面反应层为TiN,界面微观结构为Si₃N₄/TiN/Ti-Si+α-Cu+Ti-Zr+Cu-Zr;改变中间层厚度可以调整反应层的结构和厚度;随铜箔厚度增加,Ti-Si化合物层逐渐脱离TiN层被推向钎缝中心并细化呈颗粒状.
- 非晶钎料 /
- 铜箔中间层 /
- Si₃N₄陶瓷 /
- 界面结构 /
- 抗弯强度
Abstract: Si₃N₄ ceramics were brazed with TiZrCuB amorphous filler metal and Cu interlayer, the effect of brazing metal compositions and thickness of copper foil on interfacial structure and bonding strength were studied in this paper.The result shows that the joint strength is up to 241 MPa when the brazing temperature is 1 323 K, holding time is 30 min, the thickness of Cu interlayer is 70 μm and the exerted pressure is 0.027 MPa.The reaction layer is TiN and the interface microstructure is compound of Si₃N₄/TiN/Ti-Si+Ti-Zr+Cu-Zr+α-Cu.Changing the thickness of interlayer can adjust the thickness and compositions of the reaction layer.As the thickness of Cu interlayer increased, Ti-Si compound layer was gradually separated from the TiN layer, and was pushed into the weld center and refined to a granular shape.
- amorphous brazing filler metals /
- Cu interlayer /
- Si₃N₄ ceramics /
- interface structure /
- bending strength

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Interfacial structure and strength of Si₃N₄ ceramics joint brazed with amorphous filler metal and Cu layer