锂铁氧体是一种磁性复合氧化物陶瓷,经常用作微波器件的旋磁介质,制备大尺寸或复杂结构器件需要对其自身进行连接;Al₂O₃陶瓷常用于制作微波器件中承载元件的基片,也需要与铁氧体进行可靠连接。本文通过设计玻璃钎料的成分,在铁氧体/铁氧体和铁氧体/Al₂O₃陶瓷连接接头形成玻璃中原位析出磁性微晶的复合接头组织,实现接头的结构-功能一体化。利用SEM、XRD、高温润湿角测量仪对钎料的析晶行为以及对铁氧体的润湿性进行了研究,分析了工艺参数对铁氧体自身连接接头微观形貌的影响规律。通过第一性原理模拟对铁氧体自身连接接头的磁性来源和力学性能进行研究,总结得出磁性接头形成机制;利用有限元模拟对不同工艺参数下铁氧体/Al₂O₃陶瓷接头热应力分布进行研究,对接头强化途径进行分析。设计了三种成分的玻璃钎料,根据Bi元素摩尔含量的不同分别命名为LFBi5B、LFBi15B、LFBi25B,通过熔融-水淬法制备得到的3种钎料均为非晶态。在700℃、800℃对LFBi5B钎料进行热处理,两个温度下钎料均有晶体析出,随着温度的升高,析出晶相逐渐细化,其中Li Fe O2具有磁性。三种钎料在铁氧体表面均具有较好的润湿性能,随着n（Bi:B）增加,玻璃的粘度越来越大。将3种钎料用来连接铁氧体自身,随着n（Bi:B）的增加,析出晶数量先减少后增加,Li Fe O2晶体具有磁性;温度升高,析出晶基本溶解,反应生成少量钛酸铋晶须;不同条件下析出晶中的共同成分为Li Fe O2相,使用Materials Studio第一性原理模块对其进行磁性模拟,上下自旋能带不完全对称、自旋态密度呈现自旋劈裂特征,共同说明晶体呈现磁性,磁性主要来源是Fe、O原子的p-d态电子交换作用,说明析出晶可引入磁性;Li Fe O2晶体满足力学稳定性判据,立方剪切常数远大于0,说明析出晶可提高接头力学性能。磁性接头的形成机制是接头界面反应以及磁性微晶原位析出。根据ANSYS有限元模拟,不同温度下铁氧体/Al₂O₃陶瓷接头热应力分布大致相同,温度升高,热应力逐渐增大;最大热应力位于微晶玻璃钎料与Al₂O₃陶瓷连接界面处;随着钎料厚度的增大,钎料内部的低应力区逐渐变窄,钎料的最佳厚度应为500μm;对接和斜接可将热应力分散至接头各处,搭接会加剧应力集中,套接可显著缓解应力集中,应力集中均出现在母材与钎料的连接界面处,对接和套接更适合实际工程应用。根据模拟结果可知,接头强化途径为随着材料中晶粒的增多、尺寸的减小,晶界总面积越来越大,对微裂纹扩展形成的阻力越大。