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Al2O3是常用陶瓷材料之一，具有硬度高、耐腐蚀、耐热等众多优良性特性。采用扩散连接制成的金属/陶瓷复合构件质量稳定、耐蚀性好，但接头残余应力较大、连接效率较低，连接工艺及机理尚需进一步探究。本试验在常规Al2O3/Ti的扩散连接工艺基础上施加辅助交变电场对其进行连接，希望改善连接工艺，提高接头质量。采用SEM、EDS、XRD、XPS、TEM等分析方法对接头进行组织结构观察，测试分析剪切力学性能，综合分析各因素对扩散连接接头质量的影响规律。温度、电场、时间、压力等因素之间具有交互作用，均对Al2O3/Ti连接接头的组织和性能存在一定影响。施加电场后，界面出现微弱电流，与时间呈指数关系变化，电流值随电压增加而逐渐增大；连接界面反应层厚度、原子扩散距离随连接温度的升高、保温时间的延长而增加；压力影响金属塑性变形程度，适当加压有助于提高连接效果，但压力过大陶瓷基体容易出现微裂纹，使连接强度降低；施加中间层能够改善界面连接条件，有效的增加界面结合的程度、减缓残余应力，提高连接强度。改变影响因素参数，接头剪切强度发生变化，存在最佳工艺。设计连接温度、交变电场、保温时间的三因素三水平正交试验。实验结果表明，各因素对接头力学性能的影响程度为：连接温度>交变电场>保温时间；得最佳工艺参数为：900℃/200V/3h/5MPa；经此工艺连接，接头室温剪切强度为138.1MPa，且其高温剪切强度优于常温剪切，200℃时最大达到为176.8MPa，400℃时为145.9MPa。Al2O3/Ti扩散连接接头的剪切断裂形式为脆性断裂，主要发生在Ti3Al反应层，当反应层较薄时，界面结合强度较低，沿连接界面断裂；当反应层结合强度较高时，裂纹路径不断偏转，并向陶瓷内延伸，断口主要呈撕裂的层片状，表面形貌为起伏的台阶，属解理断裂。Al2O3/Ti扩散连接接头界面的组织结构分析表明：界面反应生成相以Ti3Al与TiAl为主，反应区分为Ti3Al、TiAl细晶区与Ti3Al区，O原子固溶在生成相中。对Al2O3/Ti扩散连接进行反应动力学分析发现：反应速率常数随温度升高而增大，交变电场辅助作用下的界面反应速率常数与无电场作用时相比有所增大；200V时的界面反应的表观激活能为79.82KJ，与无电场作用时界面反应的表观激活能相比降低22.69KJ，即施加电场可以促进扩散连接反应进行。从热力学角度对Al2O3/Ti扩散连接中的反应进行分析，计算得到，说明反应可以发生。综合上所述，Al2O3/Ti扩散连接界面的相结构为：Al2O3/TiAl[O]/Ti3Al[O]/α-Ti[Al]/β-Ti。