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SiC颗粒增强铝基复合材料以其高导热率、高比强度、高比刚度、低膨胀系数、高温性能良好、耐磨等优良的性能,在航空、航天、电子、汽车制造、船舶等领域有着广泛的应用。而FeNi合金以其线膨胀系数低,在室温附近几乎不发生变化,在电子行业有着广泛的应用。本文主要以SiC颗粒增强铝基复合材料和FeNi合金为研究对象,系统研究了铝基复合材料的低温钎焊,并实现复合材料与FeNi合金的连接。 通过研究Sn-Zn钎料在复合材料上的润湿铺展,得到超声作用1s以上时,复合材料表面的氧化膜可完全破除。在250℃,超声10s,保温10min,再次超声10s,之后炉冷工艺参数下,随Zn元素的加入使得接头的剪切强度大幅提高,由纯Sn接头剪切强度的28MPa提高到Sn-9Zn接头剪切强度的65MPa。接头剪切强度随钎料中Zn含量的增加而显著提高,Sn-20Zn和Sn-40Zn钎料接头的剪切强度分别达83MPa和95MPa。通过断裂路径和断口分析,纯Sn钎料接头断裂于复合材料界面附近焊缝中,Sn-Zn钎料接头断裂于焊缝中,并沿焊缝中粗大的杆状富Zn相开裂。通过改变焊接工艺参数,变炉冷为水冷,使Sn-Zn连接复合材料时焊缝中粗大的杆状富Zn相变为细小的针状晶粒,接头的强度提高20％左右,Sn-20Zn和Sn-40Zn钎料接头的强度达到95MPa和115MPa。 通过研究Sn-20Zn钎料连接复合材料界面的TEM分析发现,在Sn与Al界面处存在一层200-300nm的Al2O3非晶层,Sn与SiC颗粒的界面有一薄层Mg的非晶层。非晶层的存在使得界面强度得以提高,使焊缝成为这个接头的薄弱环节,断裂发生在焊缝中。 通过研究Sn-Zn钎料超声焊接复合材料和FeNi合金,在330℃以上,超声3s,保温10min以上,再次超声3s的工艺参数下,Sn-20Zn钎料连接FeNi合金与铝基复合材料接头的强度可稳定保持在65MPa以上。断裂位置主要位于靠近FeNi合金的钎料中,部分断裂位于FeNi合金界面。FeNi合金界面没有发现铺展润湿试验时的一层连续的3μm以上FeNiZn金属间化合物。通过能谱分析发现FeNi合金界面Si元素富集,Si元素由复合材料溶解进入焊缝,并在超声的作用下迁移到FeNi合金界面附近,Si元素优先于Fe反应生成FeSi化合物,从而阻塞了FeNi和Zn的接触,致使FeNi合金界面没有铺展润湿时较厚的FeNiZn金属间化合物。