Al₂O₃陶瓷具有具有强度高、硬度大、重量轻、介电常数小，耐热冲击强度大以及热膨胀系数小等优良性能，但是陶瓷和金属之间的扩散连接具有连接温度高，保温时间长以及对连接设备要求严格等特点，这样会存在连接成本较高，生产效率低以及工艺复杂等问题。本文针对Al₂O₃陶瓷/Ti扩散连接界面，从改善其连接温度高、时间长以及对连接设备要求较高的角度出发，在充分研究了无电场作用下Al₂O₃陶瓷/Ti直接扩散连接界面微观组织结构和力学性能的基础上，外加静电场，进行Al₂O₃陶瓷/Ti的场助扩散连接，研究了工艺参数对Al₂O₃陶瓷/Ti场助扩散连接界面微观组织结构以及接头力学性能的影响，并纵向比较了电场对不同连接温度和连接时间下接头力学性能的影响，分析了Al₂O₃陶瓷/Ti场助扩散连接界面反应行为的作用机理以及界面反应层的形成过程，并计算了界面反应的热力学和动力学。通过对无电场作用下Al₂O₃陶瓷/Ti扩散连接界面微观组织结构以及工艺参数的分析，确定连接温度900℃、保温时间2h和压力5MPa为本研究条件下无电场作用时Al₂O₃陶瓷/Ti扩散连接的最佳连接工艺参数，此工艺参数下，接头抗剪强度为73.3MPa，反应层厚度为3.5μm，界面结构为Al₂O₃/TiO2+TiAl/Ti3Al+Ti/Ti，其中，TiAl和Ti3Al分别弥散分布在TiO2层和Ti中。在无电场作用下最佳工艺参数的基础上，对Al₂O₃陶瓷/Ti进行了外加静电场作用下的场助扩散连接研究，研究结果表明，Al₂O₃陶瓷/Ti场助扩散连接界面的微观结构和无电场作用时相同，均为：Al₂O₃/TiO2+TiAl/Ti3Al+Ti/Ti；外加电场能够促进元素的扩散和界面反应的进行，接头抗剪强度由界面反应层中弥散分布相的存在状态以及残余应力决定；900℃，2h，5MPa的工艺条件下，外加1100V静电场时，界面反应层厚度为5μm，接头抗剪强度为110.1MPa，和无电场作用下相比，界面反应层厚度和接头抗剪强度分别增加了42.9%和50.2%。工艺条件不变的情况下，可以通过施加电场来提高接头的抗剪强度，以提高接头的力学性能；在保证接头抗剪强度一定的前提下，可以通过施加电场来降低连接温度以及缩短连接时间，这能有效减小接头的残余应力和高温对母材组织及性能的不利影响，提高产品的生产效率，并有利于控制构件尺寸的稳定性。Al₂O₃陶瓷/Ti场致扩散连接界面形成机制包括界面极化、静电力作用下离子的界面键合以及原子的电迁移扩散机制：在温度一定的情况下，界面元素在外加电场和化学势梯度的共同作用下扩散迁移，和无电场作用时相比，能够提高界面原子扩散迁移的速度，促进界面反应；界面形成过程可分物理接触阶段、接触表面的激活和极化以及界面反应层的形成三个阶段。界面热力学计算表明，反应体系的生成自由能变为负值，说明界面反应过程可以自发进行；界面动力学计算表明，电场可以提高原子的扩散系数，降低原子的扩散激活能，外加300V电场时，和无电场作用下相比，O原子的扩散系数提高了2.678倍，Al和Ti原子的扩散系数分别提高了51.6%和45.8%；O、Al、Ti三种元素的扩散激活能分别降低了61.0%，45.6%和42.8%。