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高体积分数SiCp/Al复合材料以其高性能被广泛应用于航空航天、汽车及电子元器件等方面,尤其在电子封装方向有很大的应用潜力,因此研究其合适的焊接方法就显得十分重要。但是由于这些材料中含有大量的增强相SiC颗粒,使得基体表面润湿性差,很难实现材料间的连接。本文采用Al/Ni纳米多层膜作为热源自蔓延反应连接高体积分数SiCp/Al复合材料,研究了相关工艺参数对焊接接头的影响,并获得了较为理想的焊接接头。利用DSC测量出纳米多层膜的放热峰在200℃,高于此温度即可发生自蔓延反应.由纳米多层膜本身的特性可知,加热速率在不低于200℃/min不会失去自蔓延反应能力。利用ANSYS有限元模拟软件对焊接温度场的模拟结果可知,要想实现复合材料间的连接,纳米多层膜的厚度应不低于120μm。。采用Al/Ni纳米多层膜作为热源时的降温速率达到500℃/ms,对母材的热影响区域只在母材厚度方向上0.5mm范围内。根据ANSYS有限元温度场模拟结果,采用合适厚度的纳米多层膜作为热源进行试验。采用纳米多层膜厚度为180μm,Al-Si-Mg钎料进行自蔓延连接时,焊接接头由母材、钎料层、纳米多层膜生成物AlNi金属间化合物组成。在压力为120MPa的条件下,钎料与基体间润湿良好,结合紧密,焊接接头强度达到32.8MPa,但是随着压力的增大,接头强度随之降低,且母材上出现了裂纹;而同等试验条件下,采用Al-Si钎料时,接头强度最大为23.8MPa,但是接头界面处钎料铺展不均匀,且有缝隙和孔洞等缺陷。采用纳米多层膜厚度为120μm,Al-Si-Mg钎料和Al-Si钎料进行自蔓延连接时,接头处的连接情况主要取决于试验压力。在合适的压力下,接头的钎料与界面处润湿良好,但是其界面处仍存在很大缝隙,这严重影响了焊接接头质量。接头硬度呈现出"硬-软-硬-软-硬"的力学不均匀状态。接头断裂发生在母材与钎缝界面处,XRD结果表明:断口是由铝基体、SiC颗粒相组成的。研究发现焊接压力和纳米多层膜厚度是试验中很重要的工艺参数。纳米多层膜的厚度影响着放热量。而压力可以促进钎料对基体表面的润湿性,并增强熔融钎料的流动性,且高压有破碎氧化膜的作用。