钛及钛合金具有高的比强度、优良的耐热、耐蚀性及断裂韧性等优点,在航空、航天、车辆制造以及化工等领域受到广泛关注,由于其价格昂贵,经常选择与不锈钢等其它金属连接后使用。异种金属材料连接时界面往往会形成脆性金属间化合物而使得接头性能下降,采用镍作为中间过渡层可有效改善接头力学性能,使其满足服役要求。因此研究Ti/Ni体系连接界面的相变规律和性能对钛合金与其它金属的连接具有指导作用。本文采用电场激活扩散连接技术(FADB),通过电场能对连接界面激活实现了Ti/Ni的扩散连接,对Ti/Ni扩散偶连接界面扩散层形貌和结构、两种材料发生界面扩散反应时新相的生成规律以及界面连接强度进行了研究。利用金相显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪观察和分析了扩散层的显微组织、相组成和界面元素分布。采用万能试验机对扩散层的抗剪切性能进行了测试。研究结果表明,Ti/Ni扩散过程中金属间化合物的生成顺序是Ni3Ti、 NiTi2、NiTi。扩散温度、保温时间和电流是影响扩散连接的重要因素。随着扩散温度的升高,NiTi2和NiTi的厚度逐渐增长,Ni3Ti则是先增加后减少,但NiTi2、NiTi和Ni3Ti的总厚度呈不断增加趋势。当扩散温度为650℃时,随着扩散时间的增加,Ni3Ti、NiTi2和NiTi层都呈增长的趋势,并且Ni3Ti层的厚度始终大于NiTi层。当扩散温度为750℃时,NiTi层的厚度随时间的延长大幅度增加,NiTi2的增长趋势是先增加后平稳,而Ni3Ti层在扩散时间达到30min时转变成柱状组织,并且随时间的增加柱状组织越来越多,直到Ni3Ti层完全消失。电流不仅能够加快扩散层的生长速度,也是促进柱状组织形成的重要因素。Ti/N扩散偶连接界面处金属间化合物Ni3Ti、NiTi2和NiTi层的厚度都随电流的增大而增大。电流大于1000A后,在Ni3Ti层中形成长条状的黑色β-Ti相,β-T湘区随电流的增大逐步扩大,而Ni3Ti层逐渐缩小直至消失,最终在NiTi与NiTi之间聚集形成了富钛层。同时,随着电流的增大,NiTi层的枝状生长越来越明显。但电流方向对扩散过程没有明显影响。Ti/Ni扩散偶的断裂形式为脆性断裂。界面处靠近Ni基体的Ni3Ti层为接头的薄弱环节,当扩散温度为750℃时,Ni3Ti层消失并形成新的富钛层,该富钛层的出现有利于提高接头的剪切强度,并使接头的薄弱环节转向NiTi2/NiTi界面处。