ZrO2陶瓷具有高强度、高韧性和耐高温等优良特性，其与Ti合金的连接接头在航空航天领域中有广泛的应用。钎焊是实现陶瓷材料与金属材料之间有效连接的最常用方法之一。但两者在化学性质和物理性质上的不匹配，使得两者之间的高质量连接面临着巨大的挑战。常规陶瓷/金属钎焊接头易存在界面冶金不相容和接头残余应力大的问题，本课题采用活性钎焊方法实现了ZrO2陶瓷与Ti合金（TC4和TiAl合金）的可靠钎焊连接，揭示了ZrO2/Ag-Cu/Ti合金接头力学性能的主控因素，通过复合钎料、中间层和陶瓷表面飞秒激光粗化实现对接头界面组织的优化和力学性能的提升。　　采用Ag-Cu-Ti钎料润湿ZrO2陶瓷表面的方法研究Ag-Cu-Ti/ZrO2陶瓷体系的界面反应特征，FIB/TEM 分析手段表征陶瓷侧界面反应产物为 TiO+Cu3Ti3O反应层，从热力学角度阐述了陶瓷侧界面反应层的形成机制。研究了温度和Ti含量对陶瓷侧界面反应特征的影响，当温度达到 910℃时，Cu3Ti3O 反应层发生破裂与TiO反应层发生分离，当Ti含量达到6wt.%时，陶瓷侧界面反应层附近生成大量Ti-Cu金属间化合物。随后选用Ag-Cu钎料钎焊 ZrO2陶瓷与Ti合金，分析了 ZrO2/Ti合金接头的界面组织，源于 Ti合金的Al 元素参与到 ZrO2陶瓷侧界面反应中，在陶瓷侧形成 TiO+(Cu,Al)3Ti3O 反应层。研究了钎焊工艺参数对接头界面组织和力学性能的影响，建立了界面组织-力学性能的对应关系，进而揭示了 ZrO2/Ti 合金接头力学性能的主控因素为接头中存在较大的残余应力和脆性金属间化合物占据接头的钎缝区域。　　基于上述力学性能的主控因素，开发了一种新型Ag-Cu+WB复合钎料来钎焊连接ZrO2陶瓷和Ti合金。钎焊过程中，WB颗粒与活性元素Ti发生原位反应生成Ti B晶须和W颗粒，接头钎缝区域形成晶须颗粒联合增强的组织结构。研究了钎焊工艺参数和WB含量对接头界面组织和力学性能的影响，随着钎焊温度的增加，WB颗粒与Ti的反应程度增加，而随着WB含量的增加，WB颗粒与 Ti的反应程度降低。钎焊温度为 870℃，保温时间为 10min，WB含量为7.5wt.%时，ZrO2/TC4接头获得理想的TiB晶须和W颗粒联合增强的钎缝组织，接头的抗剪强度达到最大值 83MPa ，接头的抗剪强度提高了约 59.6%。在880℃/10min下，采用Ag-Cu+7.5WB的复合钎料所得 ZrO2/TiAl合金接头的抗剪强度达到最大值 67MPa，接头的抗剪强度提高了 39.6%左右。采用复合钎料所得接头的强化机理主要归因于接头残余应力的缓解和脆性金属间化合物的弥散。　　复合钎料的使用会带来添加颗粒的团聚以及增强相的偏聚等问题，为避免此类问题，采用化学氧化法以泡沫铜为基体，采用化学氧化法在泡沫铜中间层表面原位反应制备纳米 CuO（简称 N-泡沫铜中间层），将其作为中间层来钎焊连接ZrO2陶瓷和Ti合金。氧化时间为2h时，在泡沫铜基体上获得了均匀、细小的纳米CuO。采用N-泡沫铜中间层所得接头的钎缝区域生成大量细小弥散的颗粒增强相，FIB/TEM 手段表征其为(Cu,Al)3Ti3O 颗粒相。研究了钎焊工艺参数对接头界面组织和力学性能的影响，当钎焊温度较低时，颗粒增强相趋向于在ZrO2陶瓷侧聚集。随着钎焊温度的增加，颗粒增强相逐渐向Ti合金侧扩散，进而弥散分布于接头钎缝区域。对于 ZrO2/TC4接头而言，在870℃/10min下，接头的抗剪强度达到最高值96MPa，抗剪强度提高了约84.6%。对于ZrO2/TiAl接头而言，钎焊温度为 900℃，保温时间为 10min 时，接头抗剪强度达到最高值87MPa，接头的抗剪强度提高了约81.3%。　　ZrO2陶瓷侧界面反应层是 ZrO2/Ti 合金接头的薄弱环节，采用飞秒激光技术对陶瓷表面进行粗化来提高接头的钎焊质量。研究了飞秒激光加工参数对陶瓷表面沟槽形貌和尺寸的影响。随着单脉冲能量的增加，沟槽的宽度逐渐增加而深度呈现出先增加后稳定的趋势。随着重复频率的增加，沟槽的深度逐渐增加而宽度呈现出略微增加的趋势。随着加工速度的增加，沟槽的深度逐渐降低而宽度变化不明显。随后将加工后的ZrO2陶瓷与 Ti 合金进行钎焊连接，研究了加工速度对接头界面组织和力学性能的影响，不同加工速度下所得接头的界面组织类似。当加工速度为200μm/s时，ZrO2/TC4和ZrO2/TiAl接头的抗剪强度分别达到最高值102MPa和98MPa。采用陶瓷表面粗化和N-泡沫铜中间层相结合的方法可进一步提升接头的力学性能，对于ZrO2/TC4和ZrO2/TiAl接头而言，所得接头的最大抗剪强度分别可达126MPa和118MPa，抗剪强度分别提升了162.5%和145.8%左右。