陶瓷和金屬結(jié)合的難點以及兩種結(jié)合方法

陶瓷材料與金屬材料化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)根本不同，加上陶瓷本身特殊的物理化學(xué)性能，因此無論是

與金屬連接還是陶瓷自身的連接都存在不少的難題。

一，金屬和陶瓷結(jié)合的兩個難點：

其一，陶瓷材料主要由離子鍵和共價鍵組成，金屬材料則主要是由金屬鍵構(gòu)成，二者幾乎不浸潤，因此需要考慮陶瓷與金屬材料的潤濕性問題；

其二，兩者的線膨脹系數(shù)一般相差較大，當(dāng)采用熱封或者機械連接時，陶瓷與金屬的接頭處會有較大的應(yīng)力殘留，削弱接頭的力學(xué)性能甚至使接頭受到破壞開裂，因此需考慮接頭處的熱應(yīng)力緩解問題。

釬焊就是用熔點低于被焊材料的金屬或非晶材料做釬料，加熱到低于被焊件母材熔點，高于釬料熔點溫度，利用融化的釬料來潤濕母材、填充焊縫，實現(xiàn)被焊材料相互連接。

二，陶瓷與金屬結(jié)合的兩種方法：

在陶瓷與金屬的釬焊連接中，釬料在陶瓷上良好的潤濕性是實現(xiàn)有效連接的前提。根據(jù)潤濕性的不同，陶瓷與金屬的釬焊可分為兩類：

一類是先對陶瓷表面進行預(yù)金屬化處理，再用釬料連接，稱為間接焊接。常見的陶瓷材料表面金屬化的處理方法有電鍍法、燒結(jié)金屬粉末法，活性金屬法和氣相沉積法等。

另一類是直接采用含有活性金屬元素的釬料，活性元素與陶瓷表面反應(yīng)，來增加陶瓷與金屬的潤濕性，從而達到焊接目的，稱為直接（活性）釬焊。目前常用的釬焊活性金屬主要是過渡族元素，因其最外層電子未被填滿，活性高。將活性金屬加入到常用的Cu基，Ag基，Ni基和Au基等釬料中就可以制成活性釬料。

此外，Zr、Hf、V、Ti、Cr等也可以作為活性金屬連接元素，但這些元素的熔點相對較高，與陶瓷材料的化學(xué)反應(yīng)性差，主要用于非金屬氧化物陶瓷的連接。因此最佳的活性金屬焊料還是Cu基，Ag基，Ni基和Au基等釬料中就可以制成活性釬料。

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